Các tính chất của nguyên liệu, loại sản phẩm, khối lợng sản phẩm sản xuất, các phơng pháp chuẩn bị nguyên vật liệu và phối liệu sẽ quyết định những nguyên tắc chung của sơ đồ công nghệ chế tạo sản phẩm. Các phơng pháp gia công nguyên liệu và chuẩn bị phối liệu nh: phơng pháp dẻo, phơng pháp bán khô và phơng pháp hồ, có tính quyết định đầy đủ nhất những sự khác biệt giữa các sơ đồ công nghệ chế tạo sản phẩm, bởi vì các quá trình tiếp theo là: tạo hình; sấy và nung sản phẩm không có sự khác biệt về bản chất.
1 Lựa chọn phơng pháp gia công nguyên liệu:
Mục đích của việc gia công nguyên liệu là dùng các máy móc thiết bị để gia công cơ học để phá vỡ mạng lới cấu trúc của các khoáng sét để cho các khoáng sét tác dụng trực tiếp với các phân tử nớc tạo tính dẻo của đất sét nhanh hơn và có tính dẻo cao hơn nếu không có thiết bị cơ học thì việc ngâm ủ đất sét và nớc phải lân (thời giian từ 2 ữ 3 tháng)
1.1.Đối với sản phẩm gạch xây:
Là sản phẩm thuộc loại gốm thô, ngoài các yêu cầu về cờng độ, còn có các yêu cầu về các khuyết tật (độ cong, số lợng vết nứt, số lợng vết tróc...) và các yêu cầu về tính chất sản phẩm (độ đặc, độ xốp, độ dẫn nhiệt), vì vậy khi gia công nguyên liệu và tạo hình sản phẩm phải đợc tiến hành kĩ lỡng trên các thiết bị máy móc nhằm đạt đợc độ đồng nhất phối liệu cao, tạo độ chặt sít của phối liệu
trong sản phẩm gạch. Hiện nay ngời ta thờng gia công chế biến nguyên liệu
bằng cơ giới với 3 phơng pháp:
Phơng pháp dẻo,
Phơng pháp bán khô và
Phơng pháp ớt
Tuy nhiên phơng pháp ớt rất ít sử dụng trong sản xuất gạch xây, ngói lợp. Do đó chỉ lựa chọn giữa phơng pháp dẻo và phơng pháp bán khô.
1.1.1. Phơng pháp dẻo:
. Phơng pháp này có u điểm là có thể sản xuất đợc nhiều loại sản phẩm có hình dạng, kích thớc khác nhau và cả những hình dạng phức tạp, chẩn bị phối
Sinh viên thực hiện: Chu Văn Tiếp – Lớp 42VLHN
liệu đơn giản, nguyên liệu đợc sử lý đồng đều, thiết bị ít, không cồng kềnh. Đối với phơng pháp này trong quá trình gia công nguyên liệu và tạo hình thì sản
phẩm có độ ẩm lớn thờng từ 18 ữ 22% lợng không khí lẫn vào trong phối liệu
nhiều do đó sản phẩm dễ co ngót và xuất hiện ứng suất trong sản phẩm. Tuy nhiên ta có thể khắc phục hiện tợng này bằng cách tạo hình gạch bằng máy ép Lentô chân không. Tuỳ theo tính chất của nguyên liệu mà ngời ta sử dụng các loại thiết bị chuyên dùng để chế biến thờng đầu dây chuyền ngời ta dùng máy cấp liệu hình hộp mục đích định lợng và cung cấp đất sét đều đặn cho các máy tiếp theo làm việc liên tục tiếp đến là khâu đập hay nghiền sơ bộ để phá cấu trúc ban đầu của đất máy thờng dùng là máy cắt thái,máy đập trục thô có răng hay trơn ngoài ra nếu trong nguyên liệu có lẫn tạp chất dá cần phải sử dụng các máy vừa đập vừa tách đá sau qua máy nhào trộn để làm đồng đều thành phần khoáng hoá và thành phần hạt tiếp đến máy nghiền con lăn. Để tạo hình dẻo thì trị số dẻo phải đảm bảo yêu cầu cũng nh đảm bảo độ ẩm tạo hình
Nhợc điểm chính của phơng pháp này là có độ co khi sấy và khi nung lớn, do đó ảnh hởng không tốt đến kích thớc sản phẩm và hình dạng chính xác của sản phẩm. Độ ẩm tạo hình cao nên quá trình sấy lâu làm tăng giá thành sản phẩm, giảm chất lợng sản phẩm,
1.1.2. Phơng pháp bán khô
Phơng pháp này có độ ẩm phối liệu thấp từ 7411%, đất sét sau khi đợc chế
biến sơ bộ (cắt thái) đợc sấy khô trong thiết bị sấy thùng quay độ ẩm còn 8% đợc nghiền phơng pháp nàycho ta kích thớc và hình dạng của sản phẩm chính xác. Sản phẩm ít co sấy và co nung, cho độ bền nhiệt cao. Cho phép rút ngắn thời gian sấy, sử dụng cả nguyên liệu dẻo và không dẻo. Cờng độ viên mộc cao, có thể cho phép cơ giới hoá khâu thao tác đa gạch vào va-gông.
Nhợc điểm của phơng pháp này là: độ ẩm tạo hình từ 7411%, nh vậy độ
dính kết của đất sét không cao bằng phơng pháp dẻo. Do đó để tạo hình tốt cần gia công nguyên liệu rất kỹ và thận trọng, khi tạo hình đòi hỏi phải nén dới áp lực cao, vốn đầu t cho thiết bị lớn.
Qua phân tích nh trên, dựa vào điều kiện kinh tế, kỹ thuật và thành phần phối liệu chọn phơng án gia công nguyên liệu theo phơng pháp dẻo để sản xuất gạch
1.2.Đối với sản phẩm ngói lợp:
Cũng là sản phẩm gốm thô nhng có những yêu cầu về tính chất cao hơn sản phẩm gạch nh: có hình dáng đúng, chính xác; bề mặt phải phẳng, láng mịn,
không phân lớp, phồng dộp, không có vết nứt xuyên qua mặt ngói, không cho phép các viên ngói bị sứt và có vết nứt, cấu trúc hạt mịn, không hoen ố trên mặt. Ngoài ra còn có các yêu cầu về chỉ tiêu cơ lí (tải trọng uốn gẫy theo chiều rộng
không nhỏ hơn 35 N/cm2, độ hút nớc thấp, thời gian xuyên nớc không nhỏ hơn 3
giờ...).. Để tiến hành chuẩn bị phối liệu cho ngói phải làm kỹ và có thể theo ph- ơng pháp dẻo hay phơng pháp ớt trong trờng hợp nguyên liệu chứa tạp chất thì phải gia công theo phơng ớt. Điều này có thể đạt đợc bằng cách làm ẩm và ủ tự nhiên ngoài trời từ 4 –5 tháng, Để thúc đẩy nhanh quá trình tơng tác, ngời ta tiến hành ngâm ủ và gia công cơ học nh đập trục, nghiền trục, cắt thái, nghiền con lăn để gia công nguyên liệu và sau đó ủ trong kho. Đặc biệt là quá trình phải gia công trên máy nghiền con lăn nhằm tăng mật độ cho phối liệu và làm đồng đều phối liệu. Phối liệu từ máy nghiền con lăn đợc chuyển đến máy ép lento để chế tạo galet có kích thớc và thể tích lớn hơn từ 3-5% so với kích thớc hoặc thể tích viên ngói, galet đợc đem đi ủ trong thời gian 48 tiếng. Quá trình này làm cho phối liệu đợc đồng đều về độ ẩm giảm co ngói của ngói sau khi tạo hình.
Sản phẩm đợc tạo hình theo phơng pháp dẻo. Vậy chọn phơng pháp gia công nguyên liệu, phối liệu theo phơng pháp dẻo nhằm phù hợp với công nghệ sản xuất và điều kiện kinh tế, kĩ thuật.
2. Lựa chọn phơng án tạo hình:
ý nghĩa của việc tạo hình là tạo cho bán sản phẩm một hình dạng, kích th- ớc, một độ đặc và độ bền cần thiết sau khi tạo hình.
2.1. Phơng pháp dẻo:
Việc tạo hình dẻo đối với gạch đợc thực hiện bằng máy. Phơng pháp này có u điểm là có thể sản xuất đợc nhiều loại sản phẩm có hình dạng, kích thớc khác nhau và cả những hình dạng phức tạp, chẩn bị phối liệu đơn giản, nguyên liệu đ- ợc sử lý đồng đều, thiết bị ít, không cồng kềnh. Đối với phơng pháp này trong quá trình gia công nguyên liệu và tạo hình thì sản phẩm có độ ẩm lớn lợng không khí lẫn vào trong phối liệu nhiều do đó sản phẩm dễ co ngót và xuất hiện ứng suất trong sản phẩm. Tuy nhiên ta có thể khắc phục hiện tợng này bằng cách tạo hình gạch bằng máy ép Lentô chân không.
Nhợc điểm chính của phơng pháp này là có độ co khi sấy và khi nung lớn, do đó ảnh hởng không tốt đến kích thớc sản phẩm và hình dạng chính xác của sản phẩm. Độ ẩm tạo hình cao nên quá trình sấy lâu làm tăng giá thành sản phẩm, giảm chất lợng sản phẩm, viên gạch mộc, ngói quá mềm nên dễ biến dạng gây khó khăn cho việc sấy trên goòng của lò sấy Tuynel.
Sinh viên thực hiện: Chu Văn Tiếp – Lớp 42VLHN
2.2. Phơng pháp bán khô
Phơng pháp này cho ta kích thớc và hình dạng của sản phẩm chính xác. Sản phẩm ít co sấy và co nung, cho độ bền nhiệt cao. Cho phép rút ngắn thời gian sấy, sử dụng cả nguyên liệu dẻo và không dẻo. Cờng độ viên mộc cao, có thể cho phép cơ giới hoá khâu thao tác đa gạch vào va-gông.
Nhợc điểm của phơng pháp này là: độ ẩm tạo hình từ 7411%, nh vậy độ
dính kết của đất sét không cao bằng phơng pháp dẻo. Do đó để tạo hình tốt cần gia công nguyên liệu rất kỹ và thận trọng, khi tạo hình đòi hỏi phải nén dới áp lực cao, vốn đầu t cho thiết bị lớn.
Qua phân tích nh trên, dựa vào điều kiện kinh tế, kỹ thuật và thành phần phối liệu chọn phơng án tạo hình theo phơng pháp dẻo để sản xuất gạch và ngói.
3. Chọn phơng pháp sấy nung sản phẩm mộc 3.1- Sấy sản phẩm
Sấy sản phẩm gạch và các loại khối đá gốm: có thể thực hiện bằng phơng pháp tự nhiên hay nhân tạo.
Sấy tự nhiên: những thiết bị sấy chủ yếu của phơng pháp sấy tự nhiên là các thiết bị kiểu bao che - sân cáng phơi gạch và các kiểu nhà dàn giới thiệu ở bảng dới. Sấy tự nhiên đợc thực hiện trên sân phơi và nhà dàn. Khi phơi trên sân ngời ta có các tấm che đề phòng khi ma sẽ làm hỏng gạch và thờng xuyên đảo gạch (xếp lại theo các cách xếp đuvanốp hay cũi lợn) và tận dụng hớng gió theo mùa để rút ngắn thời gian phơi. Kiểu phơi ở nhà dàn có loại giá phơi và loại giá phơi dùng khay để phơi sấy gạch; cũng nên thờng xuyên đảo gạch và để chóng khô và tận dụng hớng gió. Chiều cao của giá phơi từ 1,7 – 2 m và có 5 – 9 tầng.
Loại thiết bị sấy phơi Kích thớc của nhà sấy, m Diện tích có ích, m2 Năng suất tính theo m2 trong 1 mùa, viên - Trên sân 3 x 30 70 330 - Nhà dàn 4 x 60 200 510
- Kiểu có giá phơi 10 x 130 1040 1200
- Kiểu giá phơi, có khay để có thể nâng hạ, di
chuyển 8 x 60 390 1400
Nhợc điểm của phơng pháp sấy tự nhiên là thời gian sấy kéo dài và không ổn định từ 5 – 20 ngày), thời gian sấy phụ thuộc vào thời tiết, khí hậu đòi hỏi
phải có mặt bằng sấy lớn; khó điều chỉnh chế độ sấy; đòi hỏi nhiều ngời phục vụ (10 – 11 ngời/giờ cho 1000 viên gạch mộc); khó tổ chức và cơ giới hoá các khâu sản xuất.
Sấy nhân tạo: tuỳ theo chế độ làm việc các thiết bị sấy nhân tạo có thể làm việc liên tục hay không liên tục. Trong các thiết bị sấy hoạt động gián đoạn, nhiệt độ và độ ẩm của chất tải nhiệt thay đổi liên tục theo thời gian. Trong các thiết bị sấy liên tục các thông số này của chất tải nhiệt thay đổi theo chiều dài của tunen nhng không đổi theo thời gian.Trong sản xuất gốm, ngời ta dùng chủ yếu các loại lò sấy kiểu tunen, đốt nóng bằng khí thải lò nung và khí buồng đốt hay thậm chí còn sấy đốt nóng bằng hơi nớc hay không khí nóng. Sấy sản phẩm mộc bằng lò sấy tunen cho phép nâng cao công suất của nhà máy, giảm chi phí lao động, việc sử dụng lò sấy tuynel có hiệu quả lớn khi thời gian sấy không quá 24 giờ. Tổng số viên gạch đợc sấy trong các lò tuynel chiếm khoảng 70% số gạch đợc sản xuất ra. Các viên mộc đợc đa vào lò sấy tunen bằng cách xếp trên những xe goòng (goòng sấy hay goòng lò nung), thì kích thớc lò sấy tuynel phải phù hợp với kích thớc của goòng lò nung và khối xếp mộc trên goòng lò.
Sấy sản phẩm ngói lợp: ngời ta sấy ngói trong các nhà sấy tự nhiên (trong các nhà kho sấy có giá phơi) hay sấy nhân tạo (trong các thiết bị sấy phòng, sấy tuynel, sấy băng chuyền có giá treo. Thời gian sấy ngói trong các nhà dàn phơi ngói từ 6 – 12 ngày. Độ ẩm còn lại 6 – 7%. Trong các lò sấy tuynel, ngời ta sấy ngói bằng chất tải nhiệt là không khí nóng, sản phẩm cháy nhiên liệu từ các buồng đốt hoặc khí thải và không khí nóng lấy từ các lò nung có nhiệt độ 50 -
800C và độ ẩm tơng đối là 20 – 35% (khi vào lò sấy) đến 85 – 96% (khi ra lò
sấy).
3.2. Nung sản phẩm
Do yêu cầu khi sấy sản phẩm đợc thực hiện bằng sấy tự nhiên và cả lò sấy tuynel nên khi nung sản phẩm sẽ đợc thực hiện bằng lò nung tuynel. Nung sản phẩm gạch ngói trong lò tuynel tiến hành theo cùng một chế độ nhiệt, mật độ xếp là 0,55 – 0,65 tấn/m3 thể tích lò. Thời gian nung là 32- 50 giờ.
II. Kết luận: qua các bớc phân tích trên, em chọn phơng pháp gia công nguyên liệu và tạo hình theo phơng pháp dẻo, sấy sản phẩm thực hiện theo cả ph-