3.1. GIA CÔNG NGUYÊN LIỆU BẰNG PHƯƠNG PHÁP ƯỚT 3.1.1. Nghiền ướt
Quá trình nghiền có tác dụng trộn, tránh sự kết tụ lại. Có tác dụng làm đồng nhất phối liệu. Khi nghiền ướt, sức căng bề mặt nước sẽ giúp làm tăng cường quá trình nghiền. Thời gian nghiền luôn được xác định bằng thực nghiệm, lấy độ mịn cần thiết làm thang đo. Độ mịn của vật liệu chỉ tăng tới một thời gian nghiền giới hạn nào đó, sau đó sẽ không tăng nữa ( mặc dù thời gian nghiền tăng).
3.1.2. Khuấy, trộn
Thường dùng là máy khuấy cơ học, có tác dụng làm đồng đều phối liệu. Thiết bị khuấy trộn còn có vai trò quyết định trong việc sản xuất ra các sản phẩm có chất lượng đồng đều.
3.1.3. Lắng, lọc
Phương pháp này chủ yếu dùng để làm giàu đất sét, cao lanh.
Để làm giàu nguyên liệu, cần lọc lại đất sét hoặc cao lanh trước khi sử dụng. Đơn giản nhất là xối nước vào đống đất, những hạt mịn trôi theo dòng nước để lại những hạt thô như đá, hạt cát. Thiết bị kiểu đường lắng là một hệ thống máng nước hình zíc zắc dùng phân ly những tạp chất hạt thô như đá, hạt cát …Khi chảy qua hệ thống máng, do chênh lệch trọng lượng, các hạt thô sẽ lắng và bị loại dần ra khỏi nguyên liệu. Ta thu được hạt đất mịn. Với các nhà máy hiện đại, người ta dùng các xyclo thủy lực, trong đó dòng nước xoáy sẽ có tác dụng phân ly đất tốt hơn. Đất ẩm sau đó qua lọc ép, sấy, nghiền, xác định thành phần rồi đóng bao sử dụng.
Sau lắng lọc, thành phần hóa và khoáng nguyên liệu được lọc sẽ ổn định hơn, do cát ( quartz) tự do và những loại đất đá lẫn trong nguyên liệu đã được loại ra. (Muốn loại tạp chất sắt cần dùng thiết bị phân ly điện từ)
3.1.4. Sàng ướt
Dùng xác định kích thước hạt vật liệu, được xác định bằng lượng sót sàng
Bảng 4 – Quan hệ số lỗ sàng, kích thước lỗ, số sàng Số lỗ/cm2 Kích thước lỗ
( cm)
Số sàng Số lỗ/cm2 Kích thước lỗ ( cm)
Số sàng
1300 0.09 100 5330 0.05 200
2600 0.07 140 6560 0.045 220
4100 0.055 180 10000 0.03 270
3.1.5. Sấy
3.1.5.1. Sấy phun( Sấy tạo bụi mù ly tâm)
Đây là phương pháp tách ẩm rất thích hợp với phương pháp tạo hình ép bán khô. Huyền phù được bơm với áp lực rất cao,tạo bụi mù ngược chiều với khí nóng trong thiết bị dạng xyclon, hoặc bụi mù được tạo nên bởi lực ly tâm trong máy. Nhiệt độ sấy trong thiết bị khoảng 450 ÷ 5000C. Do dũng sấy trong xyclon, đất tạo thành những viờn nhỏ hỡnh cầu khoảng 1 ữ 10àm, thoát khỏi máy với độ ẩm khoảng 4 ÷ 5%, thích hợp với công nghệ ép. Đất sấy xong được chuyển vào trong các xyclon chứa. Viên đất có dạng cầu và độ bền cơ đủ lớn, dễ chuyển vào máy ép và phân bố lực ép đều. Nhờ kỹ thuật sấy phun, có thể ép
những viên gạch phẳng, đều,kích thước khá lớn.
Hình – Sấy phun
Quy trình sấy liên tục, năng suất cao nên kỹ thuật sấy phun rất phổ biến trong sản xuất công nghiệp. Ngay cả những sản phẩm thành hình bằng phương pháp dẻo, để tránh lọc ép khung bản, người ta có thể cũng dùng phương pháp này tách nước khỏi phối liệu, sau đó trộn thêm lượng nước cần thiết để tạo hình dẻo.
3.1.5.2. Sấy thùng quay
Khi chuẩn bị phối liệu ( bột ép bán khô), để sấy nguyên liệu đất sét người ta phải nghiền sơ bộ trước bằng máy đập nghiền.
Phụ thuộc vào khối lượng sản xuất, để sấy đất sét người ta thường sử dụng lò sấy thùng quay thẳng dòng, cùng chiều có chiều dài từ 7m đến 14m và đường kính từ 0.8m đến 2.8m ( loại của Nga). Thùng sấy quay được đặt trên gối tựa con lăn, dưới góc nghiêng từ 30 đến 50 so với phương nằm ngang. Khí nóng từ buồng đốt trước khi đưa vào thùng sấy được pha loãng trong buồng hòa trộn với không khí lạnh đến nhiệt độ 650 – 8000C. Nhiệt độ khí thải 110 – 1400C, vận tốc khí từ 1.5 đến 2m/s. Sự giảm nhiệt đột ngột nhiệt độ chất tải nhiệt ở đầu thùng sấy liên quan tới sự đốt nóng đất sét nguội ban đầu và sự mất mát nhiệt đến môi trường xum quanh.
Chi phí nhiệt để bốc hơi ẩm 4145kj/kg ẩm bay hơi. Phần khí thải sử dụng được đưa vào buồng hòa trộn ( tuần hoàn khí thải) làm giảm chi phí nhiệt đến 16 – 18%. Nhiệt độ đất sét sau khi sấy không lớn hơn 60 – 800C.
Nhược điểm của phương pháp này: Chênh lệch lớn về độ ẩm do sấy không đồng đều, vì thời gian đất sét trong thùng sấy từ 20 – 30 phút, các hạt nhỏ thì quá khô, các hạt lớn thì chưa kịp khô. Sự không đồng đều độ ẩm trong khi sấy, có thể điều chỉnh bằng mức độ đổ đầy vật liệu trong thùng sấy( 5%) và bằng tốc độ quay 3 – 6 vòng/phút. Để nâng cao năng suất, cải thiện chất lượng sấy, trong thùng sấy người ta đặt các xích treo.
3.2. GIA CÔNG NGUYÊN LIỆU BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHÔ 3.2.1. Nghiền thô
Mục đích là nhằm đập và nghiền nguyên liệu dạng cục lớn đến yêu cầu cho phép nạp vào máy nghiền mịn. Khi chọn thiết bị nghiền phải căn cứ vào độ cứng của nguyên liệu và kích thước ban đầu của nó( lưu ý đến năng suất yêu cầu). Trong gốm, vật liệu gầy thường là thạch anh, tràng thạch và các hợp chất thiên nhiên khácà dùng máy đập hàm, nghiền bánh xe hay máy kẹp trục các loại. Các loại nguyên liệu mềm như đá phấn, đất sét, cao lanh … dùng máy thái đất, máy nghiền trục trơn hay loại có răng và máy nghiền lô xô.
3.2.2. Nghiền mịn
Yêu cầu nghiền mịn là kích thước hạt vật liệu sau nghiền phải nhỏ hơn 63μm, cỡ hạt 1 -10 μm phải chiếm đa số. Nguyên liệu nạp vào máy thường yêu cầu không lớn hơn 1 mm. Độ mịn càng cao thì bề mặt riêng của phối liệu càng lớn, khi nung các phản ứng giữa các hạt xảy ra dễ dàng hơn.
3.2.3. Sàng khô
Quá trình sàng là phân loại vật liệu thành các phần giống nhau về kích thước.
Chương 4