PHÂN XƯỞNG GIA CÔNG PHỐI LIỆU VÀ TẠO HÌNH GẠCH CERAMIC

Gạch Ceramic là một dạng gạch có lớp lưng và mặt không đồng chất, bao gồm phần xương và lớp men mỏng tráng phủ trên bề mặt được in hoa văn với màu sắc kích thước khác nhau.Cốt liệu chính

Môn học: Công nghệ gốm xây dựng GVHD: Nguyễn Hùng Thắng

BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Gạch Ceramic là một dạng gạch có lớp lưng và mặt không đồng chất, bao gồm phần xương và lớp men mỏng tráng phủ trên bề mặt được in hoa văn với màu sắc kích thước khác nhau.Cốt liệu chính để sản xuất

phần xương là 70% đất sét và 30%

tràng thạch và penphat. 

I GIỚI THIỆU:

Gạch Ceramic được sản xuất theo quy trình 4 bước:

Nung ( nhiệt độ ở 1.1000 C)

(thời gian nung: 42-45

phút)

Làm xương

Tráng men

In lụa

Phân loại gạch Ceramic

Chất lượng gạch Ceramic phụ thuộc vào mức độ hiện đại của dây chuyền công nghệ sản xuất như: công nghệ tạo hình (là ép khô hay bán khô); Công nghệ nung ở nhiệt độ cao và áp lực ép, sử dụng men khô hay men ướt.

- Gạch Ceramic men khô cao cấp: được in hoa văn, tráng men

và nung ở nhiệt độ cao làm cho men và màu in được nung chảy, tạo thành lớp bảo vệ vững chắc hơn hẳn loại gạch men ép bán khô Màu sắc luôn bền trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường, không bị rạn nứt, không ố mốc, phù hợp với ốp lát ngoài trời Gạch Ceramic men khô có độ cứng bề mặt cao, có khả năng chống chầy xước, chống trơn trượt.

- Gạch men Ceramic ép bán khô (hay còn gọi là gạch

gốm, gạch bông hoặc gạch men) có chất lượng thấp hơn

và giá thành rẻ hơn hẳn loại Ceramic men khô Bởi vì phần xương không đặc chắc, dòn, dễ bị sứt mẻ, lớp men

bề mặt bị dễ rạn nứt hơn,  hay bị ố màu gạch do độ hút nước lớn, khả năng chống chầy xước kém.

Hiện nay còn có thêm loại Granite phủ men Ceramic, kết hợp giữa tiêu chuẩn chất lượng cao của phần xương gạch Granite và thiết kế hoa văn phong phú của phần gạch men Ceramic.

Đặc tính

kỹ thuật

của gạch Ceramic

kích thước 300x300

I NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT:

Đất Sét ( nAl2O3.mSiO2.pH2O )

-Là nguyên liệu chính cho ngành sản

xuất gốm sứ.Việt Nam là một nước có

lợi thế :là nước miền nhiệt đới,có diện

tích đồng bằng lớn nên có nguồn đât sét

dồi dào và có trữ lượng lớn

Khi nung thành phần khoáng cơ bản là Mulit 3Al2O3.2SiO2 (3A2S) Đây là khoáng làm cho sản phẩm có cường độ cao và bền nhiệt.

-Thành phần chính đất sét là Alumosilicat ngậm nước do felpar bị phong hóa tạo thành

-Tùy vào điều kiện môi trường mà các khoáng tạo ra khác nhau,khoáng Kaolinit và Montrolinit là 2 khoáng quan trọng quyết định tính chất đất sét như độ dẻo,độ co,khả năng chịu lửa

-Màu sắc đất sét do tạp chất quyết định,màu đất sét chứa ít tạp chất thường là màu trắng,chứa nhiều tạp chất có màu xanh,nâu,xám đen

Cao Lanh ( Al2O3.2SiO2 H2O )

-Cao lanh trong cả nước có

trên 300 triệu tấn,nhiều mỏ có

trữ lượng cao như Cao lanh

Đà Lạt,Sông Bé ,La Phù,Đà

Nẵng

-Là một loại đất sét mà trắng,chịu lửa với thành phần chủ yếu là khoáng vật kaolinit cùng một số khoáng vật khác như illit,thạch anh

-Cao lanh có tính dẻo vừa phải,dễ bóp nát vụng,hút nước mạnh ,có màu vàng đến trắng ngà

-Là một khoáng sản phi kim hình thành do quá trình phong hóa feldpat chủ yếu là octoclaze và anbit

Được cho vào đất sét với mục đích làm phụ gia tăng độ dẻo cho đất,đồng thời bổ sung oxit Al2O3 còn thiếu khi phối liệu men

Tràng Thạch ( R2O.Al2O3.6SiO2)

-Tràng thạch có mặt ở cả 3 miền

nam,trung ,bắc với trữ lượng hàng

chục triệu tấn,là nguyên liệu chính thứ

hai trong được sử dụng tương đối

-Nguồn gốc feldpat xuất hiện chủ yếu trong nham thạch núi lửa ,là thành phần cấu tạo của đá hoa cương octodaz,phiến ma,pocphia

-Là nguyên liệu thiên nhiên chưa kiềm duy nhất không tan trong nước ,một đặc tính cần thiết cho công nghệ gốm

-Tràng thạch được phân làm nhiều loại,tràng thạch kiềm gồm natri,kali feldpat.Tràng thạch kiềm thổ là canxi feldpat

Tràng thạch đưa vào phối liệu đóng vai trò phụ gia làm giảm nhiệt độ nung có tác dụng hạ thấp nhiệt độ kết khối làm tăng

độ đặc chắc cho sản phẩm.

Nguyên Liệu Gầy

Cát thạch anh

Tro xỉ nhiệt điện

-Gồm các nguyên liệu thường dùng

như bột Samot,đất sét nung non,cát

thạch anh,tro nhiệt điện,xỉ hoạt hóa

Pha vào đất sét để giảm độ

dẻo ,giảm độ co khi sấy hoặc

nung

-Men gốm là một lớp thủy tinh có chiều dày từ 0.15-0.4 mm phủ lên

bề mặt xương gốm.Lớp thủy tinh này hình thành trong quá trình nung

và có tác dụng làm cho bề mặt sản phẩm trở nên sít đặc nhẵn bóng,đồng thời giữ cho sản phẩm khỏi bị tác dụng của axit,kiềm,tính chống thấm và trang trí cho sản phẩm

Có nhiều cách phân loại men :

+Theo nguyên liệu : men kiềm và men muối

+Theo phương pháp chế tạo :men nguyên liệu và men frit

+Theo màu sắc :men có màu và men không màu

+Theo độ trong :men trong và men đục

Hiện nay các loại men frit được sử dụng tại những nhà máy sản xuất Vệt Nam vẫn còn phải nhập từ nước ngoài Chỉ một số ít sử dụng cho loại sản phẩm nung hai lần sản xuất trong nước và sử dụng nội bộ như tại Long Hầu (Thái Bình),nhà máy Thanh Thanh

sử dụng cho sản phẩm gạch ốp tường

Yêu cầu kĩ thuật của men frit cho công nghệ nung nhanh và đa

số các nhà máy hiện nay là :

+Độ đồng nhất của frit,

+Độ ổn định của thành phần,

+Độ biến đổi trạng thái nhiệt độ,

+Độ dãn nở

III PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT:

Mặc dù gạch ceramic chỉ có tạo hình bằng phương pháp ép bán khô nhưng bột phối liệu lại có thể được chuẩn bị bằng 3 phương pháp:

Phương pháp khô Phương pháp dẻo Phương pháp khô

PHƯƠNG PHÁP KHƠ

Sử dụng phương pháp

khô khi sản xuất chỉ

sử dụng một loại đất

sét có màu tự nhiên

không cần bất kì loại

phụ gia nào Đôi khi

phương pháp này cũng

được sử dụng đối với

phối liệu nhiều cấu

tử.

Đất sét được sấy đến độ ẩm 7-8% trong lò sấy thùng quay trrước khi nghiền làm tiêu hao một năng lượng khá lớn 2,1 - 2,2 KWh cho 1 tấn đất sét

Phương pháp nghiền khô được sử dụng cho các sản phẩm có chất lượng trung bình

=> Do nhu cầu phát triển của công nghệ Silicat, chúng ta phải dần dần thay thế những sản phẩm gia công theo phương pháp khô bằng những sản phẩm có chất lượng cao hơn và đẹp hơn theo phuơng pháp khác

Phương pháp khơ

PHƯƠNG PHÁP DẺO

Người ta ít dùng

phương pháp này để

chuẩn bị bột ép,

chỉ sử dụng trong

sản xuất khi nguyên

liệu sét tinh khiết

và có độ dẻo cao,

không cần sử dụng

phụ gia hoặc là

lượng phụ gia trợ dung

và chất tạo mẫu đưa

vào rất ít Phương pháp dẻo

Phương pháp này sử dụng chủ yếu khi phối liệu có nhiều cấu tử, vì phương pháp này đảm bảo nhận được bột ép có độ đồâng nhất cao về thành phần

PHƯƠNG PHÁP ƯỚT

Việc nghiền ướt được

thực hiện nhờ máy

nghiền bi gián đoạn đạt

độ đồng nhất cao, độ

mịn cao lượng sót trên

sàng 10.000 lỗ/cm2 không

vượt quá 2-6% và cần

thiết phải đạt được nồng

độ chất rắn cao nhằm hạ

chi phí cho công đoạn sấy

phun.

=> Lựa chọn loại chất

chống sa lắng tối ưu với

liều lượng thích hợp để hạ

lượng nước xuống mức

thấp nhất

ƯU ĐIỂM PHƯƠNG PHÁP ƯỚT

nguyên liệu có chất

lượng thấp hơn mà

không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm

với tháp sấy phun

phẩm có

nước thấp hơn,

Kho nguyên liệu (đất sét, cao lanh, tràng thạch, cát đã đạt độ mịn)

Cân định lượngMáy nghiền bi ướt gián đoạn

Bể khuấySàng rung điện tử + Thiết bị khử từ

Bể trữ bùn phối liệu

Sấy phun

Nước + chất điện giải

xe xúc 1 gầu băng tải

máng dẫn bùn bơm màng ống dẫn bùn bơm piston gầu nâng

IV DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ + THIẾT BỊ:

Máy ép thủy lực

Lò sấy đứng

Hệ thống tráng menNung con lănKiểm tra thành phẩm, phân loại, đóng gói

Kho chứa

Men + nước + chất điện

giảiMáy nghiền bi ướt gián đoạn

Thùng chứa men

Silo chứa phối liệu

băng tải băng chuyền con lăn

băng chuyền con lăn

Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch men

Chất điện giải STPP

Chất điện giải STPP :

STPP được sử dụng như một chất phụ

trợ chính cho chất tẩy tổng hợp và xà phòng; chất làm mềm nước cứng, chất thuộc da trong ngành da, chất phụ trợ trong dệt nhuộm; chất phân tán trong dung dịch huyền phù  của đất sét cao lanh , Maggie oxide, Can-xi carbonate

và bùn khoan ; chất ngăn thấm dầu trong sản xuất giấy.

Trong công nghiệp thực

phẩm STPP được sử dụng như chất

làm mềm và chất tăng phẩm chất cho thực phẩm đóng hộp, nước ép trái cây, các thực phẩm từ sữa và đậu nành.

Máy Nghiền Bi Gián Đoạn

Nguyên tắc hoạt động:Thùng nghiền hình trụ bằng thép,trong đó lót những tấm lót bằng thạch anh,hoa cương và được đổ bi đạn bằng sỏi sứ Hai đàu trục nghiền được tựa trên hai ổ đỡ và quay được nhờ động cơ truyền qua hộp giảm tốc đến hệ puli qua đai truyền.

Thiết bị này chỉ nghiền ướt vật liệu,lượng nước cho vào vừa đủ để tháo sản phẩm

ra không nên nghiền khô khó tháo sản phẩm ra

Công suất thực tế của máy nghiền bi :

Năng suất máy nghiền tính theo khối lượng nguyên liệu khô cho mẻ nghiền:

G = K xVn x d x y (kg)

Trong đó:

G = 13.824 Tấn : khối lượng nguyên liệu ở trạng thái khô (kg)

K = 0,75 : hệ số phụ thuộc vào lớp lót và bi nghiền

Vn : thể tích hữu ích của máy nghiền (lít)

d = 1,79 : tỷ trọng bùn phối liệu (kg/lít)

y = 0,66 : % khối lượng nguyên liệu khô chứa trong bùn phối liệu

Máy Nghiền Bi Gián Đoạn

Theo công suất ở phần CBVC ở phần trước, lượng phối liệu (W = 34%) đi vào máy nghiền bi trong 1 giờ : 17,45 Tấn

Lượng phối liệu khô đi vào máy nghiền bi 1 giờ : 17,45x0,66 = 11.52 Tấn/ giờ

Thời gian 1 mẻ nghiền bao gồm thời gian nạp và tháo là 8 giờ

Lượng phối liệu khô đi vào máy nghiền trong 1 mẻ : 11.52x8 = 92.16 Tấn/mẻ

Để đảm bảo năng suất của nhà máy ta chọn máy nghiền bi phải có công suất lớn hơn năng suất yêu cầu 20%

Thể tích hữu ích cần thiết của máy nghiền bi:

Theo tính toán ta chọn máy nghiền bi gián đoạn MTC 041 của hãng SACMI có

các thông số sau :

+ Đường kính thùng nghiền : 2.44m

+ Chiều dài hữu ích của thùng nghiền : 10.55m

+ Thể tích hữu ích của máy nghiền : 42m2

Ta chọn thêm một máy dự trữ khi có sự cố.Do đó, số lượng máy nghiền bi cần thiết là: => ta chọn 3 máy nghiền bi cho nhà máy

Bể chứa bùn

 Bùn phối liệu xương sau khi gia công không được đem đi sử dụng liền mà phải được ủ 24 giờ trong bể chứa có cánh khuấy liên tục trước khi sấy phun Mục đích của việc này là tạo độ đồng nhất bùn phối liệu ở dạng huyền phù, tránh sa lắng và phân tầng Do đó, việc tính và chọn bể trữ bùn phối liệu xương là công tác rất quan trọng.

 - Khi chọn bể chứa thì phải chọn sao cho thể tích bể bằng hoặc lớn hơn thể tích hồ được tháo ra sau một mẻ nghiền nhằm mục đích chống sa lắng men, vận chuyển và điều phối thuận lợi.

 - Thể tích bùn phối liệu có được sau 1 mẻ nghiền: 82,4 m 3

 - Thể tích bùn phối liệu sau máy nghiền bi trong 1 ngày ( 2 mẻ) = 82,4x2 = 164.8 m 3

 - Theo tính toán cân bằng vật chất, thể tích bùn phối liệu xương cần thiết cho một ngày sản xuất là: (m3/ngày)

 - Thiên về an toàn ta phải cộng thêm 20% thể tích bùn cần thiết Do đó, thể tích bể chứa thực tế cần cho một ngày là:

 155 x (1 + 0.2)  186 (m3/ngày)

 Chọn bể chứa có cánh khuấy TFP120 của hãng SAMI có dung tích chứa 40 m 3

 Ta cần phải bố trí bể chứa => chọn 5 bể như trên

Bể chứa bùn

Chi tiết cách khuấy

Máng dẫn bùn

Máy Bơm Hút Bùn

Bơm màng là loại bơm sử dụng màng

để bơm chuyển chất bơm nhờ tác dụng

của khí nén Sử dụng áp lực của khí nén tác động lên màng bơm và truyền

áp lực này cho chất bơm Khi đó chất bơm được trong buồng chứa với áp lực của khí nén để đẩy chất bơm Việc hút

và đẩy chất bơm màng còn dựa vào

tác động của bộ van bi 1 chiều.

Sàng Rung

Nguyên lí hoạt động: Sàn chuyển động suôi ngược nếu gia tốc nhỏ thì hạt vật liệu nằm trên sàng ở trạng thái yên tĩnh vì lực lì >lực ma sát.Nếu gia tốc tăng đến một giới hạn nào đó thì hạt vật liệu chuyển động lui tới.

Dựa vào phương thức tạo nên chấn động có thể phân loại sàng rung như sau:

1.Sàng rung quán tính

2.Sàng rung điện từ

3.Sàng rung do va đập

Sàng Rung

THÁP SẤY PHUN

Khái niệm

 Thường dùng để sấy các vật liệu lỏng như sữa, trứng, nước trái cây, và tất nhiên là cả bùn phối liệu …

 Ưu điểm: Dung dịch lỏng được phun thành dạng sương vào buồng sấy, quá trình diễn ra rất nhanh đến mức không kịp đốt nóng vật liệu lên quá giới hạn cho phép nên có thể sấy được ở nhiệt độ rất cao trong thời gian ngắn, thu được sản phẩm dạng bột mịn

 Nhược điểm: tốn nhiều năng lượng, thiết bị phức tạp, nhất là ở cơ cấu phun sương và hệ thống thu hồi sản phẩm.

Cấu tạo và vận hành

Vòi phun

Cấu tạo và vận hành

Vòi phun ly

tâm

MÁY ÉP THỦY LỰC

Máy ép thủy lực

SACMI

 Hiện nay tại Việt Nam hầu hết các nhà máy gạch mới đều sử dụng Máy ép SACMI.

 Mặc dù máy ép này đắt hơn các loại Máy ép khác nhưng thực tế

đã chứng minh sự hiệu quả trong sản xuất Thời gian dừng máy

ít, ít hỏng vặt

 Ngoài ra các nhà máy cũ như Thăng Long, Côsecco còn có máy ép Nassetti Loại này hay hỏng vặt và rất nhanh phải thay bộ gioăng máy ép Ngoài ra khi sửa chữa, vệ sinh máy cũng rất phức tạp

 Một loại máy sử dụng tại Việt Nam là Máy ép Wellco tại nhà máy gạch Việt Ý Thái Nguyên Đây là thương hiệu lâu đời chạy rất ổn định

 Trung Quốc là nước sản xuất nhiều loại máy ép như KEDA, LITAI, ACMI trong số đó rất nhiều loại nhập vào việt nam Máy ép Trung quốc rất hay hỏng phần cơ khí do sự chính xác kém trong chế tạo Nhưng có một ưu điểm nổi bật là rẻ và phần điều khiển rất đơn giản đễ dàng thay thế Nhiều máy còn có đường truyền internet vào card điều khiển chính để kỹ sư bên Trung Quốc có thể download phần mềm về sửa chữa sau đó down ngược trở lại

để xử lý lỗi

 Bột phối liệu có cả 3 pha : rắn, lỏng, khí Lượng khí

có khi chiếm 40% ảnh hưởng nhiều tới tính chất của bột gốm

 Khi lực ép còn nhỏ, không khí dễ dàng thoát ra

 Khi lực ép tăng, mật độ tăng, không khí rất khó thoát ra - nẳm trong sản phẩm, làm sản phẩm không đặc chắc; đồng thời gây hiện tượng quá nén, sản phẩm dễ vỡ khi tháo khuôn