KẾ HOẠCH THỰC HÀNH b1 n1

Ở trong bài thực hành, phương pháp lựa chọn là đổ rót nên các thông số đượckiểm tra sẽ là: Độ ẩm, độ co sấy và co nung, tốc độ bám khuôn, tỷ trọng hồ, độ linhđộng độ nhớt, độ sánh.. Tron

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

KẾ HOẠCH THỰC HÀNH BÀI 1: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ

KỸ THUẬT CỦA PHỐI LIỆU

Môn học: THỰC HÀNH CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Giảng viên hướng dẫn: LÊ TRỌNG THÀNH

Sinh viên thực hiện: NHÓM 1

Lớp: DHHO9A

Tp Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2016

G h i

c h ú

MỤC LỤC

Nhìn chung, trong tất cả các quy trình sản xuất, việc kiểm tra, xác định các thông

số kỹ thuật của nguyên liệu đầu vào đóng vai trò hết sức quan trọng đối với chất lượngđầu ra của sản phầm Đối với công nghệ sản xuất silicat, việc xác định các thông sốnhư: độ ẩm, thành phần hạt, thành phần khoáng, động linh động, ảnh hưởng khánhiều đến việc lựa chọn phương pháp sản xuất Đối với các phương pháp sản xuất khácnhau mà việc kiểm tra các thông số, tiêu chuẩn kỹ thuật cũng khác nhau

Từ các số liệu thu được trong quá trình kiếm tra, mà kỹ sư có thể:

- Đánh giá, tiên lượng được diễn biến có thể xảy ra trong quá trình nung

- Xác định các nhiệt độ: kết khối, biến dạng của nguyên liệu

- Xác định kích thước mộc trong khâu tạo hình, khuôn tạo hình… để sản phẩmđúng kích thước

- Điều chỉnh các thông số kỹ thuật sao cho phù hợp để đưa vào sản xuất

- Bên cạnh đó, việc xác định thông số kỹ thuật còn giúp ta đảm bảo các chỉ tiêutrước khi tạo hình nhằm đảm bảo ít phế phẩm

Ở trong bài thực hành, phương pháp lựa chọn là đổ rót nên các thông số đượckiểm tra sẽ là: Độ ẩm, độ co sấy và co nung, tốc độ bám khuôn, tỷ trọng hồ, độ linhđộng (độ nhớt), độ sánh

2.1 Độ ẩm

Xác định độ ẩm tuyệt đối là quá trình xác định tỷ số lượng nước mất đi so vớimẫu khô, được xác định theo công thức:

Với:

- ma: khối lượng trước khi sấy, kể cả chén nung (g)

- mb: khối lượng mẫu sau khi sấy, kể cả chén nung (g)

- ms: khối lượng mẫu khô khi sấy ở nhiệt độ sấy (g)

Độ ẩm tương đối là tỷ số lượng nước mất khi sấy so với mẫu ẩm, được tính theocông thức:

Chú ý:

- Đối với nguyên liệu đất sét – cao lanh, thường sấy ở 105 – 110oC

- Đối với mẫu có chưa boxit, phải sấy ở nhiệt độ 125 – 140oC

2.2 Độ co sấy và co nung

Độ co sấy và nung là sự thay đổi kích thước của mẫu khi sấy ( hoặc nung (, đượcbiểu thị bằng phần trăm chiều dài của mẫu đất bị co lại khi sấy hoặc nung , được xácđịnh theo công thức:

Độ co toàn phần là sự thay đổi kích thước từ khi bắt đầu quá trình sấy đến kếtthúc quá trình nung

Với:

- l0: khoảng cách ban đầu giữa các dấu trên mẫu (mm);

- l1: khoảng cách giữa các dấu sau khi sấy (mm)

- l2: khoảng cách giữa các dấu sau khi nung (mm)

2.3 Tốc độ bám khuôn (hồ đổ rót)

6

Trong phương pháp tạo hình đổ rót, độ bám khuôn là khả năng huyền phù (phốiliệu) bám sát vào khuôn thạch cao do sự hút nước (lực hút mao quản trong các lỗ xốptrong khuôn) hoặc do phản ứng hóa học của khuôn thạch cao:

CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O = CaSO4.2H2O

Tốc độ bám khuôn được xác định như sau:

Với:

- C: tốc độ bám lõi (g/cm2s);

- g: lượng đất mộc khô bám trên lõi thạch cao (g), được tính theo công thức:

• a: khối lượng lõi thạch cao khô (g)

• b: khối lượng lõi thạch cao, đất mộc và lượng nước hút vào (g)

- F: diện tích lõi thạch cao nhúng vào hồ (cm2);

- t: thời gian bám lõi (s)

2.4 Thông số kỹ thuật hồ đổ rót

2.4.1 Yêu cầu kỹ thuật

- Lượng nước ít để giảm thời gian đổ rót, thời gian sấy;

- Độ nhớt nhỏ, để dễ dàng vận chuyển trong ống, điền đủ chi tiết trong khuôn;

- Hồ bền, ít bị lắng, không bị sánh, độ nhớt ổn định;

- Độ bám khuôn tốt;

- Lượng chất điện giải ít nhất;

- Dễ tháo khuôn, ít khuyết tật, bề mặt nhẵn;

- Thông số cần kiểm tra: Độ lưu động (độ nhớt), độ sánh, tốc độ bám khuôn

2.4.2 Thông số kiểm tra hồ đổ rót

Để đo độ nhớt, ta xác định hằng số A, B của dụng cụ bằng hai chất lỏng mà tabiết trước độ nhớt (ví dụ: glycerin và nước)

Xác định hằng số A, B bằng hai chất lỏng glycerin và nước mà ta biết trước độnhớt:

Nước: �=8.9× , ρ 1

Glycerin: �=0.984 , ρ 1.25

Thời gian chảy trung bình:

Hiệu chỉnh độ nhớt :

Thời gian chảy là trung bình các lần đo:

Cần hiệu chỉnh độ nhớt chất lỏng khi đi qua ống mao quản theo công thức:

Chú ý: Lựa chọn hoặc tùy thuộc vào yêu cầu và mục đích cụ thể.

III DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT

IV PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH

4.1 Chuẩn bị thí nghiệm

4.1.1 Cách sử dụng thước kẹp

Trước khi đo cần kiểm tra xem thước có chính xác không

Phải kiểm tra xem mặt vật đo có sạch không

Khi đo phải giữ cho hai mặt phẳng của thước song song với kích thước cần đo.Trường hợp phải lấy thước ra khỏi vị trí đo thì vặn đai ốc hãm để cố định hàmđộng với thân thước chính

Chú ý: Nếu đo mặt trong của chi tiết thì ta phải cộng thêm 10mm với thước đơn

1Kg bột nguyên liệu

Nghiền

Sàng qua sàng 80 meshChia bột thành các phần nhỏ

Cho nước vào

Bổ sung chất chống kết tụ

4.1.2 Chuẩn bị lõi thạch cao

4.2 Tiến hành thí nghiệm

4.2.1 Xác định độ ẩm

Độ ẩm tuyệt đối được xác định theo công thức:

Độ ẩm tương đối được xác định theo công thức:

4.2.2 Xác định độ co sấy

Độ co sấy được tính theo công thức sau:

Với:

l0: khoảng cách ban đầu giữa các dấu trên mẫu (mm);

l1: khoảng cách giữa các dấu sau khi sấy (hoặc nung) (mm)

4.2.3 Xác định tốc độ bám khuôn của lõi thạch cao

Tính lượng đất mộc khô bám trên lõi thạch cao (g):

Tính tốc độ bám khuôn:

4.2.4 Tỷ trọng hồ

4.2.4.5 Xác định độ nhớt của hồ bằng nhớt kế Zahn – Viscoimeter

Trong thực tế, xác định thời gian chảy là xác định gián tiếp độ nhớt.

4.2.4.6 Độ sánh của hồ đổ rót

Độ sánh hồ đổ rót được tính theo công thức:

Với là thời gian hồ chảy hết

V TRẢ LỜI CÂU HỎI

Câu 1: Anh ( Chị) hãy cho biết yêu cầu tốc độ bám khuôn của hồ đổ rót phụ thuộc vào những yếu tố nào, yếu tố nào quan trọng nhất?

Trả lời:

Độ linh động của hồ phải tốt (độ nhớt bé) để đảm bảo hồ di chuyển trong đườngống thuận lợi và dễ rót vào khuôn

Lượng nước ít nhất để giảm thời gian rót

Hồ phải khá bền theo thời gian, không có hiện tượng lắng, keo tụ, không đóngsánh, độ nhớt ổn định

Tốc độ bám khuôn lớn

Lượng chất điện giải bé

Các hạt dạng đối xứng dễ chảy hơn, các hạt mịn dễ bị kết tụ tạo lỗ xốp làm giảmtính chảy Mức kết tụ do tính chất bề mặt và kích thước hạt quyết định

Yếu tố quan trọng nhất là lượng nước phải ít nhất

Câu 2: Anh ( Chị) hãy cho biết muốn cho hồ đổ rót bám đều vào khuôn hoặc lõi thì hồ đổ rót cần phải thõa mãn tính chất gì?

- Lượng nước ít nhất để giảm thời gian rót

- Hồ phải khá bền theo thời gian, không có hiện tượng lắng, keo tụ, không đóng sánh, độnhớt ổn định

- Lượng chất điện giải bé

- Yếu tố quan trọng nhất là lượng nước phải ít

Câu 3: Anh ( Chị) hãy trình bày các phương pháp tạo hình trong gốm sứ Đặc điểm từng phương pháp.

Mẫu được tạo hình bằng phương pháp dẻo, phương pháp hồ đổ rót, phương phápép.

a Tạo hình dẻo:

Trong sản xuất gạch ngói, người ta thường luyện đất sét đến độ dẻo thích hợp sau

đó tạo hình sản phẩm bằng phương pháp đùn, ép dẻo Trong sản phẩm gốm sứ mỹnghệ: bình, chậu, liễn, đôn, chum, vại người ta chủ yếu tạo hình bằng cách vuốt đấtsét đã luyện đến độ dẻo thích hợp trên bệ quay Đây là phương pháp tạo hình mang tínhthủ công, hình dáng của sản phẩm tùy thuộc vào bàn tay tài hoa của người thợ

b Tạo hình bằng phương pháp hồ đổ rót:

Để tạo hình các sản phẩm có hình dáng phức tạp, người ta phải sử dụng phươngpháp hồ đổ rót Nguyên tắc của phương pháp này như sau: phối liệu được cho vàonước, khuấy đều tạo thành dạng hồ lỏng Khi rót hồ vào khuôn thạch cao, do thạch cao

có khả năng hút nước nên hồ chuyển động theo hướng thành khuôn, bám vào khuônthành một lớp mỏng đặc sít, theo thời gian, chiều dày của lớp mộc tăng dần Lượng hồlỏng còn lại được đổ ra khỏi khuôn Sau khi đem phơi khô, tháo khuôn ta được sảnphẩm có hình dáng phụ thuộc vào khuôn thạch cao

Tạo hình bằng phương pháp hồ đổ rót

c Tạo hình bằng phương pháp ép bán khô

Hiện nay một trong những sản phẩm gốm sứ quan trọng nhất là gạch ốp lát.Phương pháp tạo hình chủ yếu của loại sản phẩm này là nén phối liệu dưới dạng bột có

độ ẩm khoảng 8 – 9% trong khuôn bằng thép bằng máy ép thủy lực với lực nén khoảng250kG/ cm2.

Phương pháp này có ưu điểm là mật độ, độ bền cơ học của mộc rất cao sản phẩm

dễ thêu kết hơn, độ co ngót của sản phẩm thấp và đồng đều

VI GHI CHÚ

6.1 Xử lí hóa chất dư thừa, đảm bảo vệ sinh

Ngay từ khâu chuẩn bị vật liệu: bụi xuất hiện từ những vật liệu mà thành phầnchủ yếu là các hạt đất sét, cao lanh, thạch anh, cacbonat

Trong quá trình tạo hình có sinh ra đất dư, bụi:

- Khi rã khuôn thì có đất cạo bỏ, bụi

- Khi sấy khô có khí thải, nhiệt dư: được tìm thấy trong dòng khí thải của máysấy ở dạng hạt phân tán

Xử lý chất lỏng và rắn: Thành phần chính của nước thải là nước và đất sét dạnghuyền phù lơ lững trong nước

Đối với hồ đổ rót dư:

- Ta đã biết chất rắn vô cơ có thể gây lắng đọng bùn hoặc tương tác với nướcnhận, ảnh hưởng đến việc khử trùng do tạo vỏ bọc VSV, gây đục dòng chảy

và bao bọc VK trong khi khử trùng, làm giảm oxi hòa tan Vì thế việc xử lýcặn lơ lửng là một điều chúng ta cần phải quan tâm và hiểu rõ

- Ta tiến hành đổ hồ dư vào cái xô, thùng Sau đó, cho nước vào đợi cho đếnkhi tất cả huyền phù lắng xuống phía dưới, ta tiến hành loại bỏ phần nướctrong phía trên, phần huyền thù còn lại ta sử dụng bọc nilong để đựng và được

sử dụng lại cho những lần thí nghiệm tiếp theo Tuyệt đối không được đổ hồxuống bồn rửa dụng cụ thí nghiệm vì như thế sẽ làm tắt nghẽn các ống Nếu

có thiết bị chuyên về lọc cặn lơ lửng thì ta có thể áp dụng phương pháp lọcthẩm tách, chưng chất, lọc

Đối với đất sét dư ta đưng trong túi nilong hoặc thùng, hộp có nắp đậy

Xử lý khí, bụi: Trong quá trình chuẩn bị hồ đổ rót, ta sử dụng bột phối trộn sẵn,bụi sẽ bay lên, khi tiến hành ta nên tìm chỗ ít người và đeo khẩu trang có lớp than hoạttính để lọc bụi và đeo gang tay Sử dụng xong ta phải buộc thật kỹ, hạn chế các tácđộng đến phần bột dư ấy.

Khi sấy, chúng ta không nên để cơ thể tiếp xúc với lò sấy vì nhiệt bên trong lò sấycùng với khí thải sẽ xâm nhập qua đường hô hấp Thực hiện đúng theo quy tắc sử dụngmáy sấy Ta đứng một phía sau cánh cửa của lò khi thực hiện các thao tác mở cửa lò.Nếu có người đi ngang lò sấy ta nên hạn chế đóng mở cửa lò Dùng kẹp để gấp mẫusau khi nung

Khi rã khuôn để lấy sản phẩm, ta nên lấy phần lõi nhẹ nhàng, khéo léo, tránh gõmạnh, vỡ ra nhiều mảnh vì như thế bụi sẽ phát tán

Không được đùa giỡn khi đang làm thí nghiệm

6.2 Những lưu ý

- Bố trí thí nghiệm sao cho kịp thời gian

- Hóa chất rắn lấy cẩn thận, không tác động mạnh để hạn chế bụi

- Lượng nguyên liệu tính toán cẩn thận, không được dư

- TN1: Cách lấy mẫu, ghi số liệu, lưu mẫu

- TN2: Mẫu không được biến dạng, cong vênh, sử dụng thước kẹp chínhxác

- TN3: Chuẩn bị lõi thạch cao thời gian là 3h, khuấy hồ nhanh và đều, đongcân, nhúng chính xác Nên tiến hành ngay lúc đầu giờ

- TN4: Cân, rót hồ chính xác Khuấy đều trước khi tiến hành

- TN5: Cách sử dụng nhớ kế Zahn- Viscoimeter

- TN6: Tương tư TN5

6.3 Phân công thao tác thực hiện

Ngườ

i thực

hiện

Kiểm tra dụng cụ (5p)

Chuẩn bị lõi thạch cao (2h40p)

Chuẩn bị hồ

đổ rót Xác định độẩm (40p) Xác định tỷ trọng hồ Xác định độ nhớt

(10p)

Xác định độ sánh Xác định tốc độ bám

Hóa chất cũng như nguyên liệu phải ghi nhãn mác

Tuân thủ nội quy phòng thí nghiệm

Trang bị cơ sở vật chất về xử lý chất thải như keo tụ, lọc, hệ thống bể keo tụ, tạo

bông và lắng hóa lý … Vật dụng như xô thùng, bể chứa chất rắn dư thừa Xây dựng

nơi phân hủy bùn nếu dư thừa rắn lơ lửng