Quá trình sản xuất gạch ốp lát

1 Giới thiệu chung về gạch ốp lát - Sản phẩm gạch ốp lát nằm trong dòng sản phẩm silicat được sản xuất từ một số nguyên liệu chính: đất sét, feldspar, cát, dolomit, cao lanh,… Phối liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HUẾ

KHOA HOÁ HỌC

BÀI TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI: Quá trình sản xuất gạch ốp lát

Giảng viên hướng dẫn : Ths.Mai Xuân Tịnh Lớp : HoáK36

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Tú Anh

Vũ Thị Hoàn Nguyễn Thị Diệu My

Lê Thị Hải Yến

Huế, 2015

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Là loại vật liệu xây dựng phổ biến và lâu đời trên Thế giới, gạch ốp lát là sản phẩm hoàn thiện dùng cho mục đích bảo vệ và trang trí công trình Với những ưu điểm như: bảo

vệ các bề mặt, không có lỗ rỗng (mao mạch) và không bị rạn nứt, độ chịu lực cao, độ hút nước thấp, khả năng chống mài mòn, chống trơn Theo đó quá trình sản xuất gạch ốp lát cũng đang dần được hoàn thiện và cải tiến để cho ra những sản phẩm gạch ốp lát đáp ứng được cả các nhu cầu chất lượng và mẫu mã.

Vì lí do đó nên nhóm em đã chọn đề tài “Quá trình sản xuất gạch ốp lát”, nhằm

củng cố và nâng cao hơn kiến thức về bản chất, cơ sở lý thuyết và thực tế vận hành của các quá trình sản xuất gạch ốp lát.

Dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức là vô tận và hiện giờ nhóm em chưa đủ năng lực để tìm hiểu sâu hơn nữa về đề tài cho nên không tránh khỏi những sai sót mong thầy

và các bạn góp ý để hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn !

Kết cấu đề tài gồm 5 phần chính:

- Giới thiệu chung về quá trình sản xuất gạch ốp lát.

- Bản chất hoá học của quá trình sản xuất gạch ốp lát.

- Điều kiện và thiết bị của quá trình.

- Sơ đồ khối và mô tả quá trình sản xuất gạch ốp lát.

- Các vấn đề cần lưu ý.

1 Giới thiệu chung về quá trình sản xuất gạch ốp lát

1 1 Giới thiệu chung về gạch ốp lát

- Sản phẩm gạch ốp lát nằm trong dòng sản phẩm silicat được sản xuất từ một số nguyên liệu chính: đất sét, feldspar, cát, dolomit, cao lanh,… Phối liệu được gia công nghiền mịn,tạo hình và nung kết nối ở nhiệt độ cao

- Kết cấu của sản phẩm gồm 3 phần chính: phần xương đế chịu lực, lớp men lót trung gian, lớp men phủ trên cùng và lớp men lưới trang trí hoa văn

- Gạch ốp lát là loại vật liệu xây dựng phổ biến và lâu đời trên Thế giới, là sản phẩm hoàn thiện dùng cho mục đích bảo vệ và trang trí công trình Có rất nhiều dòng sản phẩm gạch

ốp lát: lát nền, ốp tường, cầu thang, hồ bơi, lối đi, viền, len, chống trơn trợt và các loại

gạch trang trí như giả cổ với mục đích sử dụng.

- Ốp lát để:

+ Tạo bề mặt thích hợp cho việc sử dụng (lát sàn bằng vật liệu nhẵn cho sạch sẽ, lát sân bằng vật liệu nhám để chống trơn ), có kết hợp yếu tố trang trí

+ Bảo vệ các bề mặt, kết cấu bao che trước các yếu tố xâm thực (lát sàn, ốp tường khu vệ sinh, ốp chân tường để tránh thấm nước, tránh rêu mốc ), có kết hợp yếu tố trang trí

+ Ốp lát trang trí thuần tuý (không có ý nghĩa công năng)

- Các thương hiệu gạch nổi tiếng như: Romario, Daugres, Gusto, San’Agotino, La Casa Ngoài ra còn có những thương hiệu có uy tín, được người tiêu dùng ưa chuộng: Taicera, Bạch Mã, Đồng Tâm và Viglacera

1.2 Giới thiệu chung về quá trình sản xuất gạch ốp lát

Gạch ốp lát trên thế giới được sản xuất trên một quy trình giống nhau, bao gồm: 1.2.1 Khâu chuẩn bị nguyên liệu:

Nguyên liệu gồm đất sét, trường thạch và một vài phụ gia khác được trộn theo tỷ lệ nhất định rồi đưa vào máy nghiền ướt để nghiền thành dạng hồ (slip), đến một độ mịn nhất định thì được chuyển xuống các bể chứa Trong bể chứa có cánh khuấy luôn đảo hồ cho đều và không bị lắng Sau đó, hồ được một máy bơm áp lực cao bơm lên tháp sấy phun dưới dạng sương mù Trong tháp sấy, nhiệt độ cao do một buồng đốt cung cấp khoảng 450

- 500 độ C Hồ được phun vào và gặp không khí nóng sẽ làm hơi nước bay đi, nguyên liệu rơi xuống đáy tháp là dạng bột khô (độ ẩm khoảng 5%) Bột này được ủ trong các silo khoảng 48 giờ để làm đều, sau đó theo băng chuyền vào khâu ép

1.2.2 Khâu ép thành hình:

Bột được chuyển đến khuôn máy ép thủy lực để ép thành những viên gạch theo kích thước mong muốn Máy ép thường từ 1500 tấn đến 7000 tấn

1.2.3 Khâu sấy và trang trí:

Gạch thô sau khi ép được sấy sơ bộ để làm khô, đảm bảo đủ độ cứng cho khâu trang trí Có thể sấy nằm hoặc sấy ngang Sau khi sấy gạch được chuyển đến hệ thống trang trí tạo hoa văn và tráng men Giai đoạn này gồm máy tráng men, máy in, máy tạo vân, cùng hàng trăm phương pháp khác nhau tùy theo chủng loại sản phẩm và trình độ sản xuất

1.2.4 Khâu nung:

Sau khi tráng men, gạch được chuyển đến lò nung Nhiệt độ nung cao nhất khoảng

từ 1200 đến 1300 độ C để gạch chuyển thành sứ và đảm bảo độ cứng

1.2.5 Khâu đóng gói:

Gạch được đóng gói, phân loại bằng máy tự động và chuyển vào kho

2 Bản chất hoá học của quá trình sản xuất gạch ốp lát

- Phối liệu được chuẩn bị bằng phương pháp nghiền ướt trong máy nghiền bi Công đoạn này đảm bảo tạo độ mịn cần thiết và sự đồng nhất phối liệu Độ mịn sau khi nghiền cần đạt lượng lọt sàng 10.000 lỗ/cm2 là 94% Hồ xương có độ ẩm 33-34% Trong sấy phun, hồ được loại bỏ nước, độ ẩm của xương còn 5-6% và tạo bột ép với cỡ hạt thích hợp

- Gạch ốp lát được tạo hình theo phương pháp ép bán khô bằng máy ép thuỷ lực với cường độ ép 250-300 kg/cm2 Viên gạch sau tạo hình có cường độ mộc 12-15 kg/cm2

- Công đoạn sấy được thực hiện ngay sau khi tạo hình nhằm giảm độ ẩm của gạch mộc và tạo cho viên gạch có độ ẩm cần thiết để thực hiện các công đoạn tiếp theo Quá trình này thường do máy sấy đứng, sấy băng chuyền, sấy bằng tuynen đảm nhiệm Trong công nghệ nung nhanh một lần, việc tráng men và in hoa trang trí được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau Để thực hiện công đoạn này viên gạch mộc cần có đủ

độ bền để chịu được các quá trình lặp đi lặp lại nhiều lần, men được tưới phun, in hay biến thành dạng bụi khô phủ lên bề mặt tấm lát đã sấy

- Nung nhanh là công đoạn chính trong sản xuất gạch ốp lát nền Xương và men được nung nhanh đồng thời trong một khoảng thời gian ngắn (45-55 ph).Tại công đoạn này xảy ra các biến đổi hoá lý phức tạp, hình thành nên cấu trúc của sản phẩm Các biến đổi hoá lý đó là: biến đổi thể tích kèm theo sự mất nước lý học, biến đổi thành phần khoáng, tạo các pha mới, kết khối

3 Điều kiện và thiết bị của quá trình

- Một số thiết bị phụ trợ: Trạm biến áp,máy phát điện,máy nén khí ,máy làm lạnh, trạm bơm nước, trạm ga, trạm dầu Máy nghiền hồ hoạt động gián đoạn theo mẻ nghiền, công suất tiêu thụ điện của máy nghiền rất lớn thường lớn hơn 100kW

- Các loại vật tư: bao bì, pallet, băng dính, mực in phun, mực phản quang, dây đai, kép đai,…

- Các loại nhiên liệu và năng lượng: khí ga hóa lỏng, diesel, than, điện năng,…

- Các phụ tùng thiết bị: dây đai, vòng bi, bầu lọc, sensor, bulong,…

- Toàn bộ các thiết bị trên dây chuyền hoạt động đều phải sử dụng điện năng và khí nén,vì vậy luôn phải lắp đặt máy phát điện dự phòng,một số thiết bị hoạt động cần được làm mát và sử dụng nước sạch

- Các thiết bị tại các công đoạn hoạt động nối tiếp nhau,bán thành phẩm đầu ra của công đoạn này là đầu vào của công đoạn tiếp theo Trên toàn dây chuyền chỉ có công đoạn nghiền hồ, sấy phun và nghiền men là có các thiết bị chứa bán thành phẩm để dự trữ cho công đọa sau còn toàn bộ các công đoạn khác đều không có thiết bị dự trữ hoặc có thể dự trữ một lượng rất nhỏ,vì vậy các thiết bị đòi hỏi phải hoạt động đồng bộ trong cùng một thời điểm.Nếu vì bất cứ một thiết bị nào không thể hoạt động thì ngay lập tức làm cho các thiết bị trước và sau nó ngừng hoạt động

- Tháp sấy phun hoạt động theo từng đợt Tháp sấy phun là thiết bị hoạt động ở nhiệt

độ và áp lực trung bình, mỗi lần hoạt động tháp sấy phun phải chạy không tải trong thời gian 30-60 phút, điều này gây hao điện năng và nhiên liệu

- Máy nghiền hồ và tháp phun hoạt động độc lập với nhau và độc lập với dây truyền chính

- Dây chuyền chính ,từ silo chứa bột ép,máy ép tạo hình ,máy sấy mộc sau ép,dây chuyền tráng men In lưới nạp tải, dỡ tải, lò nung, máy phân loại hoạt động liên tục và phụ thuộc lẫn nhau

- Trong dây chuyền chính, lò nung là một thiết bị hoạt động ở nhiệt độ cao(từ

1140-1180oC) Việc khởi động lại hoặc tắt lò phải tuân theo một quy trình nghiêm ngặt để đảm bảo an toàn và tuổi thọ của lò, thời gian khởi động lò hoặc tắt lò từ 2-3 ngày, trong thời gian khởi động hay tắt lò, lò vẫn tiêu thụ điện năng và nhiên liệu

- Khu vực nghiền men hoạt động theo mẻ và gián đoạn theo mẻ và độc lập với dây chuyền chính

=> Với các đặc điểm như vậy, làm cho các thiết bị có tác động qua lại với nhau rất lớn, thiết bị tại một công đoạn không những ảnh hưởng đến sản lượng của chính công đoạn

đó mà còn ảnh hưởng đến sản lượng của công đoạn trước và sau Vì vậy các thiết bị khi

xảy ra sự cố đều phải dừng dây chuyền hoặc dây chuyền hoạt động với nhịp độ chậm

4 Sơ đồ khối và mô tả quá trình sản xuất gạch ốp lát

- Có nhiều loại gạch khác nhau trong sản xuất theo quy trình công nghệ khác nhau, bao gồm gạch đồng chất ( granite, homogeneous), gạch ốp phủ men (ceramic, glazed tile), gạch gốm không phủ men, granite phủ men- gressporcelain, terrazzo

- Hiện trên thị trường có rất nhiều loại gạch khác nhau, nhưng chủ yếu tập trung vào hai loại:

 Gạch ceramic (gạch men): gồm phần thân bằng đất sét, tràng thạch và bề mặt tráng men (thủy tinh) với các họa tiết và hoa văn trang trí

 Gạch porcelain (gạch đá, gạch bóng kính, gạch đồng chất ): gồm phần thân được làm bằng đất sét, tràng thạch và bột đá có hoặc không có phủ men trên bề mặt

1.1 Gạch đồng chất (granite, homogeneous) :

- Gạch đồng chất là những chủng loại gạch lát không lớp phủ men Toàn bộ viên gạch là 1 khối đồng chất về nguyên vật liệu cũng như màu sắc, độ bóng của gạch là do kỹ thuật mài chứ không có lớp men Kích thước chuẩn tuyệt đối nên mạch ghép rất nhỏ Sản phẩm có độ cứng bề mặt rất cao, đáp ứng nhu cầu sử dụng tại các khu vực co lưu lượng người qua lại nhiều & độ ma sát cao Gạch được sản xuất đúng quy chuẩn sẽ có độ dày nhất định, độ cứng cao và độ hút nước rất thấp (nhỏ hơn 0,05%) Do kết cấu nén chặt nên xương gạch cứng, không có lỗ rỗng (mao mạch) và không bị rạn nứt, ố mốc hay rêu bám theo thời gian

1.2.2 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất gạch ốp lát :

- Các loại nguyên liệu như: Đất sét (TB11); Cao lanh (TB22); Fenspat (TB4b và TB41); Đôlômít (TB7); Ôxít ma nhê (TB31) được nhập về xưởng và được chứa riêng từng loại nguyên liệu một Theo bài phối liệu đã được tính toán sẵn có tỷ lệ % của từng loại nguyên liệu một Những phần trăm này được cân theo đúng tỷ lệ bằng cân bán tựđộng rồi được chuyển vào băng tải tự động, từ đây băng tải đưa nguyên liệu vào máy nghiền bi sứ

- Theo bài phối liệu ta bổ sung thêm nước vào máy nghiền sao cho bài phối liệu có khoảng 34 đến 35,5% nước đồng thời cho thêm chất điện giải (thường là Na2P5O10) để làm tăng độ nhớt của hồ Phối liệu được nghiền trong khoảng thời gian từ 12 đến 13 giờ đểđạt được độ mịn của cỡ hạt khi kiểm tra còn sót lại trên sàng một van lỗ/cm2 là nhỏ hơn 2% và

tỷ trọng của hồ từ 1600 đến 1690kg/cm3 hồ đã đạt tiêu chuẩn được tháo xuống bể chứa có khuấy

- Từ đây hồ được soi màng đưa đến sàng rung để lọc tạp chất cặn bẩn, tiếp theo được đi qua bộ phận lọc sắt (khử từ) rồi được chảy xuống bể chứa trung gian Từ bể chứa trung gian hồ được bơm pít tông đẩy lên lò sấy phun, hồ được sấy chuyển thành dạng bột

có cỡ hạt khác nhau và có độ ẩm từ 4,5 đến 5,5%

- Bột sau khi sấy phun được tháo xuống băng tải qua sàng đi đến két chứa đơn màu, tại đây bột được ủ lại trong thời gian khoảng 8h để cho độ ẩm của bột được đồng nhất Từ đây nếu muốn tạo ra sản phẩm đơn màu thì ta điều khiển cho bột Silô đơn màu xuống băng tải và được băng tải chuyển đến thùng chứa dự trữ rồi vào xe xúc đổ bột và đưa vào khuôn

ép để ép tạo hình Còn muốn tạo ra sản phẩm gạch đa màu thì ta định lượng các loại bột đơn màu bằng máy trộn làm nhiệm vụ trộn đều các loại bột đơn màu này với nhau sau đó nhờ băng tải và gầu tải đưa bột đa màu vào silô đa màu Bột từ Silô đa màu lại được tháo xuống băng tải ra thùng dự trữ vào xe xúc đổ bột vào khuôn và được ép thành mộc

- Mộc sau khi ép xong thổi sạch bụi và tiếp tục được đưa đi sấy trong lò sấy đứng

để tăng cường độ mộc sau đó nhờ hệ thống băng tải đưa đi tráng men rồi đưa đi bôi lớp chống dính ở mặt dưới cuả mộc (nếu gạch không cần tráng men thì từ sấy mộc được đưa thẳng đến bộ phận phun chống dính) Để có men cần phải gia công men như sau: Các loại nguyên liệu men được cân định lượng theo đúng tỷ lệ mà bài phối liệu men yêu cầu rồi được đổ máy nghiền bi đuợc nghiền trong khoảng 3h khi men đạt tiêu chuẩn thì được tháo xuống bể chứa có khuấy (trước khi xuống bể chứa men được lọc qua sàng rung và được lọc sắt qua bộ khử từ) từ bể chứa này men được đưa đi tráng men

- Sau khi được phun lớp chống dính mộc được bộ phận nạp tải vào xe goòng, nhờ

hệ thống xe phà mộc được đưa vào lò Tuynel (trước khi vào sấy mộc được thổi sạch bụi)

để sấy bớt độ ẩm của mộc do quá trình tráng men, phun lớp chống dính, đo độ ẩm của môi trường thấm vào để đảm bảo cho khi vào lò nung độ ẩm của mộc phải <0,5%

- Mộc sau khi sấy Tuynel được bộ phận dỡ tải chuyển sang dàn con lăn và mộc được dàn con lăn đưa qua thiết bị làm sạch và đi vào lò nung

- Sản phẩm sau khi nung được đưa qua các thiết bị phân loại (thiết bị kiểm tra độ bền cơ học, kiểm tra kích thước, độ cong vênh) Những sản phẩm đạt yêu cầu, được đưa đi đóng gói và nhập vào kho Những sản phẩm có độ sai lệch vềkích thước hoặc rỗ bề mặc còn khả năng gia công được, lại được đưa đi mài vát cạnh, mài bóng sau đó được đưa đi lấy và phân loại sản phẩm đạt tiêu chuẩn được đưa đi đóng gói, nhập kho, sản phẩm không đạt tiêu chuẩn sẽ loại bỏ

1.2 Gạch phủ men (ceramic, glazed tile):

- Là sản phẩm rất thông dụng, gồm lớp men phủ trên bề mặt phần xương của viên gạch Lớp men có thể bóng hoặc mờ, nhám, xù xì, ùy vào thiết kế của nhà sản xuất ứng với từng công dụng của sản phẩm Gạch men lát sàn có các đặc tính: độ chịu lực cao, độ hút nước thấp, khả năng chống mài mòn, chống trơn phải đạt yêu cầu, theo tiêu chuẩn chất lượng quy định

1.2.1 Quá trình sản xuất gạch ceramic:

1.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

Đơn phối do phòng thí nghiệm đưa ra bộ phận nguyên liệu đưa nguyên liệu đến cân định lượng, rồi cho phối liệu vào máy nghiền bi

Khi nạp đủ phụ gia, nước và lượng bi vào cối nghiền và tiến hành nghiền Khi bùn trong cối đạt các chỉ tiêu, thì xả bùn xuống hầm chứa có cánh khuấy, bùn được khuấy liên tục để chống lắng và tăng tính đồng nhất Bùn từ hầm chứa được bơm qua bộ khử từ và sàng rung rồi được chứa trong một cái hầm khác

Từ hầm này bùn được bơm lên máy sấy phun bằng bơm piston Trong máy sấy phun bùn được phun vào dưới dạng sương, hơi nóng đi từ trên xuống trao đổi nhiệt với bùn làm bốc hơi ẩm nhanh chống tạo thành hạt rơi xuống Bột được đưa lên cylon chứa nhờ hệ thống băng tải

Bột ủ trong cylon một ngày.Sau đó bột được đưa đến máy ép nhờ hệ thống băng tải Tại máy ép bột được tạo hình Gạch từ máy ép được đưa đến máy sấy Sau đó gạch được chuyển ra dây chuyền tráng men và in bông