Quy trình sản xuất gốm sứ tại Công ty TNHH Dịch vụ KHKT và Sản xuất Gốm sứ Kim Trúc

Nguồn gốc tạo thành đất sét và cao lanh

Loại này do các loại đá như: permatit, tràng thạch, granit, cuội sétbị thiên nhiên tác động lâu dài tạo thành những mỏ lớn gọi là cao lanh nguyên sinh như mỏ Minh Tân (Hải Dương), Thạch Khoáng (Vĩnh Phúc), Pren (Đà Lạt)…. Các loại trầm tích cao lanh ở lớp trên bị cuốn đi xa hơn và tập trung ở các thung lũng, khe núi lâu ngày thành những mỏ lớn như mỏ đất sét Trúc Thôn (Hải Dương), mỏ sét chịu lửa Tuyên Quang….

Thành phần khoáng và thành phần hoá cùa cao lanh và đất sét

Về cấu trúc, các khoáng này có mạng lưới tinh thể tương tự như các khoáng alumo-silicat ba lớp nên tính chất của chúng rất giống nhau (độ phân tán cao, độ trương nở trong nước lớn, khả năng hấp phụ trao đổi ion lớn). Khoáng Montmorillonit: có chứa lớp nước ở giữa các lớp cấu trúc nên khi tác dụng lực, các lớp cấu trúc có thể trượt đi một khoảng nhất định mà cấu trúc cơ bản không bị phá vỡ, quyết định tính dẻo của vật liệu.

Sự biến đổi thù hình, tính chất của cao lanh và đất sét khi nung

Khoáng Caolinit: khi nung caolinit ở nhiệt độ trên 1000oCsẽ tạo thành khoáng Mullit, là khoáng cần thiết cho nhiều sản phẩm silicat do có độ bền cơ, độ bền hóa và bền nhiệt cao. Các loại sản phẩm gốm sứ có nhiều loại như: gốm sứ xây dựng, gốm sứ dân dụng, sứ điện, sứ dùng trong kỹ thuật cao… đều dùng cao lanh, đất sét và các loại nguyên liệu khác như tràng thạch, đá vôi, zircon silicat…Trong gốm sứ xây dựng và gốm sứ dân dụng thì nguyên liệu chủ yếu là cao lanh và đất sét.

Vai trò của cao lanh và đất sét trong phối liệu gốm sứ

− Nung trên 1000oC có hiệu ứng tỏa nhiệt thứ hai (thường ở 950oC) theo nhiều tác giả là do sự hình thành khoáng mulít 3Al2O3.2SiO2 và tăng cường sự kết tinh của tinh thể mulit. Mulit có thể tạo thành ở trạng thái rắn hoặc có mặt pha lỏng, phản ứng thường không thực hiện đến cùng.

Nguyên liệu không dẻo (nguyên liệu gầy)

Về mặt hoá học, tràng thạch là những Alumo Silicat Kali, Natri, Canxi, tức K[AlSi3O8] hay Na[AlSi3O8].Ion Kali có thể được thay thế bởi Ba2+ hay Sr2+ nhưng rất hiếm. Mặt khác tràng thạch thúc đẩy quá trình tạo thành khoáng Mulit (3Al2O3.2SiO2), làm tăng cường độ cơ học, tăng tính cách điện, tăng độ trắng trong của sản phẩm sứ.

Các nguyên liệu khác trong phối liệu 1.Hoạt thạch (talk)

• Tính chất của men 1.Tính chảy lỏng

Phương pháp frit có thể khắc phục được tất cả những nhược điểm của phương pháp cổ truyền, mà quan trong nhất là khắc phục (giảm thiểu) được yếu tố độc hại của những nguyên liệu đưa vào men (như PbO có thể gây ung thư), đồng thời giải quyết bài toán thay thế nguyên liệu khi nguyên liệu khai thác không ổn định về chất lượng và một số nguyên liệu đang có nguy cơ cạn kiệt. Một men có sức căng bề mặt lớn thường gây ra khuyết tật cho sản phẩm như phồng men, rộp men, cuộn men..Trong thực tế, có thể điều chỉnh sức căng bề mặt mà không cần thay đổi thành phần hoá bằng cách thay đổi nhiệt độ nung nhưng để làm điều này điều này nhất thiết phải điều chỉnh phối liệu xương.

Màu

Màu dưới men thường được nung chung với sản phẩm ở nhiệt độ cao hơn 1250oC, vì vậy chúng phải bền nhiệt độ, không bị phá huỷ khi men chảy, màu dưới men công ty sử dụng thường là màu spinen. Các chất nhuộm màu trên men có thể là các oxít kim loại màu, hỗn hợp các oxít màu, các loại nước kim loại màu bền nhiệt, các loại màu silicat, aluminat hoặc các loại màu spinen.

Decal

Do yêu cầu những sản phẩm gốm sứ có nhiều chi tiết, nhiều nét vẽ phức tạp nhiều mặt, chữ nhỏ…với số lượng nhiều và nếu vẽ bằng tay thường không đạt hiệu quả cao về chất lượng cũng như số lượng nên công ty đã sử dụng phương pháp dán decal lên sản phẩm gốm sứ sau đó đem đi nung. − Có ưu điểm tiết kiệm nguyên liệu, nhiệt độ, công sức: ban đầu tráng một lớp màu hữu cơ màu xanh để thời gian khoảng 4h, tráng tiếp 1 lớp màu hữu cơ màu hồng lên bề mặt, để từ 10-12h chờ khô.

Quy trình công nghệ sản xuất gốm sứ 1.Sơ đồ dây chuyền sản xuất gốm sứ

Nguyên liệu gầy và nguyên liệu dẻo, được định lượng cho vào máy nghiền cùng với nước và chất điện giải, dựa trên các thông số về phối liệu đã tính toán. Tiếp theo sản phẩm mộc sẽ được đưa vào lò nung, để nung non với nhiệt độ khoảng 900 – 950oC, để tạo độ cứng sơ bộ cho sản phẩm mộc, thuận tiện cho giai đoạn trang trí và để tránh hư hao, làm cơ sở cho quá trình nung chín.

Quy trình tạo hồ đổ rót

• Phương pháp kiểm tra các chỉ tiêu kĩ thuật của phối liệu 1.Độ ẩm
• Quy trình tạo khuôn thạch cao
• Quá trình đổ rót

Phối liệu gồm nguyên liệu dẻo (đất sét, cao lanh), nguyên liệu gầy (trường thạch, cát thạch anh),chất điện giải và nước được trộn trong máy nghiền bi với mục đích làm giảm kích thước hạt, giúp vật liệu đồng nhất phối liệu, tăng diện tích tiếp xúc riêng, một phần của vật liệu dễ dàng thực hiện các phản ứng hoá học trong quá trình nung. Quy trình làm khuôn thạch cao: lấy khuôn sắt nhúng lần lượt vào nước và xà phòng để cho quá trình tách khuôn được dễ dàng, sau đó đổ thạch cao vào khoảng 0.5 chiều cao khuôn rồi lấy con mẫu ấn vào làm cho con mẫu chia làm hai nửa: nửa trên và nửa dưới, lưu ý đỉnh hoặc đuôi con mẫu phải đặt sát thành khuôn sắt để tạo miệng đổ hồ.

Quá trình nung non (nung sơ bộ)

Nhược điểm: phương pháp này chỉ tạo ra được các sản phẩm mỹ nghệ hoặc đồ dùng dân dụng, không đòi hỏi kĩ thuật cao lắm, các sản phẩm thường dễ vỡ và ít ứng dụng trong khoa học kĩ thuật như phương pháp khô và bán khô. Do tốc độ dẫn ẩm chênh lệch dẫn tới hề mặt khô hơn, co lại trong lòng vật liệu ẩm hơn, chưa hơn, như vậy sự co không đồng đều làm xuất hiện hiện tượng ứng xuất do chêng lệch độ âm, khi ứng xuất đủ lớn có thể làm biến dạng mộc hoặc nứt vỡ sản phẩm.

Màu

Thể tích nghiền của một mẻ trong máy nghiền bi loại trung bình là 60kg, khi cần nghiền với thể tích ít hơn ta có thể dùng cối nghiền (khoảng 5kg). Ở đây ta cho thêm men làm chất chảy để hạ nhiệt độ nung của màu, để màu tan trong dung môi khi nung dễ phát màu hơn và để tiết kiệm màu gốc sử dụng.

Quy trình trang trí

Ngoài hình thức trang trí bằng vẽ, ta có thể trang trí bằng hình thức dán decal để sản phẩm có mẫu mã đa dạng hoặc dán decal theo yêu cầu đơn đặt hàng của khách hàng. − Decal nhiệt độ cao: ta sẽ dán decal nhiệt độ cao trước khi nhúng men để họa tiết trên decal được bóng và đem nung chín một lần chung với xương để được thành phẩm.

Quá trình nung chín sản phẩm

Đối với con hàng lớn, chúng ta điều chỉnh lưu nhiệt bằng tốc độ của băng truyền, tới vùng nhiệt độ cần lưu thì điều chỉnh tốc độ băng chuyền chậm lại. − Khi vật thể chuyển từ “ dẻo” → “dòn”, do hệ số giãn nở nhiệt giữa pha thủy tinh và pha tinh thể vốn đã khác nhau lại càng khác nhau→ xuất hiện ứng suất lớn→ vỡ sản phẩm.

Quy trình kiểm tra sản phẩm 1.Kiểm tra sản phẩm

• Sơ lược quy trình kiểm tra

− Đóng gói: sản phẩm được đóng gói trong bao bì gỗ hoặc giấy cacton tùy theo chủng loại sản phẩm, được kê, chèn chắc chắn, đảm bảo không xê dịch, lung lay trong quá trình bốc xếp, vận chuyển. − Phần lớn các phế phẩm của công ty đều được đem nghiền trở lại, ngoại trừ các sản phẩm đã qua giai đoạn nung chín thì được đưa đến kho phế phẩm để đập bể và đóng thùng đem bỏ.

Nước thải

− Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt hằng ngày của khoảng 1000 cán bộ công nhân viên tại nhà ăn và các khu vệ sinh trong công ty, tổng lưu lượng phát thải khoảng80m3 /ngày. Nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiêu chuẩn nước thải công nghiệp QCVN 24:2009/BTNMT loại B trước khi thải vào hệ thống xửlý nước thải tập trung của KCN Tân Bình.

Chất thải rắn

Nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất được thu gom bằng hệ thống đườngống riêng, tách biệt với hệthống thoát nước mưa, dẫn vềhệthống xử lý nước thải để xử lý. − Bố trí các thùng rác tại khu vực văn phòng, căn tin, nhà xưởng, dọc đường đi có nhiều người qua lại nhằm tạo điều kiện cho cán bộ, công nhân viên bỏ rác đúng nơi quy định.

Khí thải và bụi Hiện trạng

− Dưới đây là bảng kết quả giám sát các chỉ tiêu về khí thải và bụi đối với môi trường không khí và môi trường sản xuất. − Quy định các phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu hay sản phẩm không được nổ máy trong quá trình giao nhận hàng tại công ty.