Đang tải... (xem toàn văn)
Giới thiệu sơ lược về tính chất công nghệ vật liêu silicat. nguyên liêu chế tạo vật liệu gốm sứ. thiết bị gia công nguyên liệu.phương pháp gia công silicat và tính năng của men tráng lên sản phẩm. kiểm tra sản phẩm trước khi nhập kho.
ĐỒ ÁN NHẬP MÔN KỸ THUẬT HOÁ HỌC HIỆN TRẠNG NGÀNH SẢN XUẤT GẠCH GỐM ỐP LÁT VIỆT NAM Trước năm 1993, cả nước chỉ có 3 cơ sở sản xuất gạch ốp tường với công suất hơn 200.000 m 2 /năm là Thanh trì (Hà Nội), Thanh Thanh (Đồng Nai) và Long Hầu (Thái Bình), sản phẩm chủ yếu là gạch men ốp tường kích thước 100 x 100 mm. Năm 1994, dây chuyền sản xuất gạch gốm ốp lát nền đầu tiên với công nghệ, thiết bị hiện đại, đồng bộ của hãng Welko-Italia, công suất 1 triệu m 2 /năm đã được đầu tư tại Hà Nội. Sau đó dây chuyền thứ 2 của hãng Sitti-Italia đã được đầu tư tại nhà máy Thanh Thanh (Đồng Nai). Năm 1995, hai cơ sở này đi vào sản xuất, cung cấp cho thị trường những lô sản phẩm đầu tiên đạt chất lượng tốt.Việt Nam là một thị trường tiêu thụ gạch gốm ốp lát lớn, nhờ dân số đông, tăng nhanh, thời tiết nắng nóng, mặt khác Việt Nam có điều kiện thuận lợi về nguyên liệu : cao lanh, Fenspat, đất sét trắng cũng như nhiên liệu để sản xuất gạch gốm ốp lát, nên đầu tư trong lĩnh vực này đã tăng trưởng hết sức nhanh chóng. Năng lực sản xuất gạch gốm ốp lát năm 2000 đạt: Gạch ốp lát: 60,7 triệu m 2 /năm, gạch granite: 6,5 triệu m 2 /năm. 2005 đạt: Gạch ốp lát: 150 triệu m 2 /năm, gạch granite: 25,5 triệu m 2 /năm. 2008 đạt: Gạch ốp lát: 255 triệu m 2 /năm, gạch granite: 45 triệu m 2 /năm. Bảng thống kế năng lực sản xuất gạch ốp lát Việt Nam Đơn vị: Triệu m 2 /năm Năng lực sản xuất 1992 1995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 Gạch ốp lát tráng men 0,201 2,195 60,7 150 170,8 255 Gạch granit 6,5 25,5 38,5 45 Sau hơn 15 năm phát triển, ngành sản xuất gạch gốm ốp lát Việt Nam đã có bước tiến nhảy vọt cả về sản lượng, năng lực sản xuất, quy mô đầu tư và quy mô thị trường. Đặc biệt từ năm 2005 trở lại đây tốc độ tăng trưởng bình quân đạt 20%/ năm. Sự tăng đột biến đã diễn ra trong giai đoạn 2007-2009 và nó phản ánh những đặc điểm nổi bật sau đây: - Các dự án đầu tư ở khu vực phía bắc có xu hướng tăng hơn các khu vực ở phía nam, đặc biệt xuất hiện các nhà đầu tư lớn như Tập đoàn Prime Group đã đầu tư tăng công suất từ 45 triệu m 2 / năm vào năm 2006 đến 80 triệu m 2 / năm vào năm 2008. Các cơ sở đầu tư mới ở Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Quảng Ngãi có công suất ban đầu tối thiểu 3.000.000m 2 /năm và có phương án mở rộng tăng công suất lên gấp đôi, gấp ba trong những năm tới. - Các nhà máy đã cổ phần hoá đều mở rộng công suất trên mặt bằng hiện có như: Vitaly, Thanh Thanh, Viglacera Thăng Long và đặc biệt là các nhà máy ở Miền Trung như: Ceramic Thanh Hoá, Cosevco Quảng Bình, Granit Trung Đô, Hucera Huế, - Các nhà máy cổ phần, tư nhân đều có quy mô mở rộng lớn như: Mikado, Thái Bình, Thanh Hà Phú Thọ và các nhà máy vùng Hưng Yên, Hải Dương. - Từ thực tế trên cho thấy xu hường phát triển gạch gốm ốp lát ceramic đang phát triển theo xu hướng tư nhân, hình thành các tập đoàn lớn nhằm tăng sức cạn tranh sản phẩm, đó là xu hướng phát triển đúng đắn. Mặc dầu ngành sản xuất gốm ốp lát Việt Nam phát triển nhanh, năng lực lớn đưa Việt Nam trở thành một trong những quốc gia sản xuất gạch gốm ốp lát có tên tuổi ở khu vực và thế giới. Tuy nhiên, ngành gốm sứ Việt Nam chưa có một ngành công nghiệp chế biến nguyên liệu tương xứng. Trước hết là nhận thức của các nhà đầu tư về nguyên liệu đầu vào chưa đúng mức, đã thả lỏng khâu chế biến nguyên liệu đầu vào dẫn đến quá trình sản xuất sản phẩm chịu những tác động không tốt, hiệu quả sản xuất thấp. Nguyên nhân là do sự phát triển nhỏ lẻ và phân tán. Ở các cường quốc sản xuất gạch gốm ốp lát trên Thế giới như: Tây Ban Nha, Italia, Trung Quốc họ đã xây dựng những khu chế biến nguyên liệu lớn như: Castlon (Tây Ban Nha), Sasuolo (Italia) hoặc Phật Sơn (Trung Quốc) với rất nhiều nhà máy chế biến nguyên liệu công suất lớn, cung cấp bột xương cho rất nhiều nhà máy trong khu vực. Mức độ chuyên môn hoá sản xuất ở các nước này rất cao, có nhiều nhà máy chuyên môn nung các xương gốm, các nhà máy chuyên môn tráng men và nung theo từng cấp độ trang trí bề mặt. Việt Nam cần đi theo khuynh hướng này mới nâng cao được năng suất lao động, chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất và nâng cao sức cạnh tranh với các sản phẩm nhập khẩu. Một trong những điểm yếu rất cơ bản của ngành sản xuất gốm ốp lát Việt Nam là khâu đào tạo công nhân và cán bộ kỹ thuật. Đây là một vấn đề bất cập lớn. Hiện nay, hầu hết các cơ sở sản xuất tự đào tạo nguồn nhân lực cho cơ sở sản xuất của mình. Nhà nước chưa có chương trình đào tạo để cung cấp nguồn nhân lực cho ngành sản xuất gốm ốp lát. Vì vậy cần quan tâm đầu tư nhiều hơn nữa cho lĩnh vực này. 1/ KỸ THUẬT HOÁ HỌC LÀ GÌ? Kỹ thuật hoá học : là một nhánh của kỹ thuật mà các ứng dụng của khoa học hoá lý (hoá học và vật lý) và khoa sống (sinh học, vi sinh học, hoá sinh học…) với toán học, để quá trình chuyển đổi nguyên vật liệu có giá trị hơn. Kỹ thuật hoá học cũng quan tâm đến vật liệu mới có giá trị tiên phong và khoa học; ví dụ như trong công nghệnano các tế bào nhiên liệu, kỹ thuật y sinh… Kỹ thuật hoá học chủ yếu liên quan đến thiết kế, cải tiến bảo trì các quá trình hoá học hoặc sinh học chuyển cho quy mô lớn sản xuất. Kỹ sư hoá học đảm bảo cho các quy trình được vận hành một cách an toàn, bền vững và kinh tế. Kỹ sư kỹ thuật hoá học được sử dụng nhiều với tên kỹ sư quá trình. Một thuật ngữ liên quan rộng hơn là Công nghệ hoá học; và người làm việc trong ngành này được gọi là kỹ sư hoá học. Kỹ sư kỹ thuật hoá học thiết kế quy trình để đảm bảo hoạt động kinh tế nhất, điều này có nghĩa là toàn bộ dây chuyền sản xuất phải được quy hoạch và kiểm soát chi phí. Sử dụng áp suất cao hoặc nhiệt độ làm cho một số phản ứng dễ dàng hơn. VD1 : sản phẩm NH 3 tái chế liên tục: + sản xuất từ các yếu tố ở trong một lò phản ứng áp suất cao + mặt khác, phản ứng với một năng suất thấp có thể được + đó sẽ là phức tạp và gian khổ nếu được làm bằng tay trong phòng thí 2 nghiệm. VD2 : làm bay hơi một mẫu thí nghiệm : + không phải là bất thường để xây dựng 6 bước. + thậm chí thiết bị bay hơi 12 bước để tái sử dụng năng lượng xông hơi cho một lợi thế kinh tế. + ngược lại : các nhà hoá học trong phòng thí nghiệm bay hơi mẫu trong một bước. Các quá trình được sử dụng bởi các kỹ sư hoá học (chưng cất hoặc lọc) được gọi là hoạt động đơn vị và bao gồm các phản ứng hoá học, nhiệt và lực chuyển giao hoạt động. Hoạt động đơn vị được nhóm lại với nhau trong các cấu hình khác nhau với mục đích tổng hợp hoá học hoặc phân tích hoá học. Ba định luật vật lý cơ bản được sử dụng là bảo toàn khối lượng, bảo toàn động lượng và bảo toàn năng lượng. Sự chuyển động của khối lượng và năng lượng trên một quá trình hoá học được đánh giá bằng cách sử dụng cân bằng khối lượng và cân bằng năng lượng. Luật áp dụng cho các bộ phận rời rạc của các thiết bị, hoạt động đơn vị hoặc toàn bộ một nhà máy. Khi làm như vậy các kỹ sư cũng phải sử dụng các nguyên tắc của nhiệt động học, động học phản ứng, cơ chất lỏng và hiện tượng vận chuyển. Chúng là công cụ trợ giúp mô phỏng quá trình. Thiết kế là làm việc thông qua một số giai đoạn, khái niệm quá trình và phản ứng hoá học trong tay, một flowsheet được thiết kế bao gồm tất cả các dòng vật chất trong quá trình này: từ vật liệu, quá trình và sản phẩm trung gian, hoạt động đơn vị (ví dụ như chưng cất cũng là một đơn vị hoạt động) , chất thải, sản phẩm cuối. Thiết kế sơ bộ được thực hiện để ước tính chi phí, không gian và các yêu cầu về môi trường dể tiếp tục đánh giá tính khả thi của ý tưởng này. Sau giai đoạn đòi hỏi phải thiết kế và đặc điểm kỹ thuật của tất cả các phần và mỗi phần của các thiết bị quá trình đó và cuối cùng tính toán chi phí và lập kế hoạch dự án. Giám sát việc thử nghiệm, công việc mô phỏng theo, chạy quá trình và đảm bảo nó tiếp tục, có các cải tiến liên tục cho cuộc sống của quá trình này. 2/ ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT HOÁ HỌC Kỹ thuật hoá học được ứng dụng trong nhiều loại sản phẩm, các ngành công nghiệp hoá học có phạm vi lớn, sản xuất hợp chất vô cơ, hữu cơ công nghiệp, gốm sứ, năng lượng và hoá dầu, hoá chất nông nghiệp (phân bón, thuốc trừ sâu…) , chất dẻo, chất đàn hồi, chất nổ, chất tẩy rửa, hoá chất oleo, nước hoa, hương liệu, phụ gia, dược và mỹ phẩm… Chế biến gỗ, chế biến thực phẩm, công nghệ môi trường, kỹ thuật dầu khí, thuỷ tinh, sơn và chất phủ, keo và chất kết dính… có liên quan chặt chẽ với nhau. Kỹ thuật hoá học hiện đại bao gồm nhiều quá trình hơn các quá trình cũ. Kỹ sư hoá học thì đang tham gia vào phương trình và sản xuất đa dạng sản phẩm và hàng hoá được chuyên môn hoá, chuyên môn hoá chất. Sản phẩm này bao gồm vật liệu hiệu suất cao cần thiết cho hàng không vũ trụ, điện tử, y sinh, quân sự ứng dụng. 3 VD: sợi siêu bền, thuốc nhuộm tế bào, năng lượng mặt trời, vật liệu sinh học giả cácbộ phận con người, dược phẩm… Ngoài ra kỹ thuật hoá học thường gắn với sinh học và kỹ thuật y sinh. Nhiều kỹ sư hoá học làm việc trên các dự án sinh học như biopolymers sự hiểu biết về protein và lập bản đồ gen người. Ngày nay, các lĩnh vực công nghệ hoá học là tới chế biến khoáng sản… GẠCH ỐP LÁT CERAMIC 1/ NGUYÊN LIỆU Cao lanh và đất sét là sản phẩm phong hoá tàn dư của các loại đá gốc chứa trường thạch như Péc-ma-tít, granit, bazan… hoặc các cuội sỏi thềm biển đệ tứ. Ngoài sự hình thành kiểu phong hoá tàn dư, còn có sự hình thành do quá trình biến chất trao đổi các đá gốc cộng sinh. Kiểu phong hoá tàn dư và biến đổi chất trao đổi hình thành các mỏ cao lanh tại mỏ đá gốc- là cao lanh nguyên sinh (cao lanh thô) . Nếu sản phẩm phong hoá tàn dư, nhưng bị nước băng hà, gió cuốn đi, rồi lắng đọng tại chỗ trũng hình thành lên các mỏ đất sét, trầm tích. Đất sét thông thường là loại nguyên liệu đa khoáng, có chứa một số khoáng sét caolinin, monmorilonit, thuỷ mica theo những tỉ lệ khác nhau. Caolinit : Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O; Monmorilonit : Al 2 O 3 .4SiO 2 .nH 2 O (chính); Thuỷ mica : K 2 O.Al 2 O 3 .SiO 2 .2H 2 O. Đất sét thường có độ mịn, dẻo, độ tương rõ lớn, hút nước, cỡ hạt nhỏ hơn 0,06µm chiếm 5-20%. Còn đất sét monmorilonit có độ mịn rất cao, cỡ hạt nhỏ hơn 0,06µm chiếm 40%. - Đất sét là thành phần chính tạo lên khung xương. - Fenpt : có 3 loại : + kali : K 2 O.Al 2 O 3 .6SiO 2 có nhiệt độ sôi là 1170 o C ; + natri : Na 2 O.Al 2 O 3 .6SiO 2 có nhiệt độ sôi là 1120 o C ; + canxi : CaO.Al 2 O 3 .2SiO 2 có nhiệt độ sôi là 1552 o C . Tác dụng : với hàm lượng lớn có thể hạ thấp nhiệt đọ nóng chảy và đồng thời kéo dài khoảng nhiệt độ trạng thái kết khối của nguyên liệu sét. VD : Sử dụng fenpat Phú Thọ : SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O MKN 73,9 14,7 O,34 0,25 0,36 5,5 3.91 0,34 Nguyên liệu để sản xuất gạch ốp lát ceramic là cao lanh hoặc đất sét và fenpat, dolomit. - Cao lanh và đất sét khác nhau được gọi chung là nguyên liệu sét-danh từ để chỉ các loại khoáng vật mảnh vụn có thành phần hoá học thông thường là hydroalumosilicat. - Nguyên liệu sét được hình thành do sự phong hoá của đá gốc như fenpat, granit,… trong suốt nhiều thế kỷ địa chất. 4 Quá trình phong hoá có sự kết hợp của các tác nhân vật lý, hoá học và sinh học. Phong hoá bao gồm việc phá huỷ cơ học của gặng gốc, đồng thời có quá trình thuỷ phân và hoà tan các khoáng trong quặng dưới tác dụng của nước, đất nóng và làm lạnh. Độ pH của môi trường hoà tan có ý nghĩa quan trọng trong việc hình thành loại khoáng sét. VD : phong hoá fenpat : K 2 O.Al 2 O 3 .6SiO 2 + 2H 2 O + CO 2 ―> Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O + K 2 CO 3 + 4SiO 2 Đất sét thuộc về sét thứ sinh là sản phẩm phong hoá được mang đi nơi khác và được lắng đọng lại. Đất sét có đặc điểm : chứa nhiều hạt mịn, dẻo và lẫn nhiều tạp chất. Thành phần hoá học gạch lát ceramic : SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O,Na 2 O MKN 53,73 16-19 1-9 0,5-2 1,3-2,6 0,7-3,2 4-12 VD : sử dụng đất sét giếng đáy Quảng Ninh : SiO 2 Al 2 O 3 ,TiO 2 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O,Na 2 O MKN 74,4 14,8 1,99 0,42 0,72 2,42 5,33 Sử dụng fenpat như thế nào và với phần trăm bao nhiêu? VD : sử dụng đất sét Phú Ninh - Sóc Sơn - Hà Nội : SiO 2 Al 2 O 3 ,TiO 2 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O,Na 2 O MKN 59,58 24,65 2,57 0,86 0,81 2,9 8.05 2/ ĐỊNH LƯỢNG Nguyên liệu thô được khai thác hoặc mua về nhà máy và đưa vào kho dự trữ theo từng loại riêng biệt. Nguyên liệu được cân định lượng chính xác từng loại sau đó nạp vào phễu để cấp cho máy nghiền bi. 3/ NGHIỀN BI ƯỚT Máy nghiền bi : - Nguyên lý hoạt động : máy nghiền bi thuộc loại máy nghiền mịn và sự nghiền xảy ra là do sự va đập và chà xát của các viên bi với vật liệu nghiền. - Phân loại : máy nghiền bi ướt làm việc liên tục và máy nghiền bi ướt làm viẹc gián đoạn. - Ưu điểm của máy nghiền bi ướt : năng suất cao, sản phẩm mịn, cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng, an toàn và điều chỉnh được mức độ nghiền. - Nhược điểm : tiêu thụ khá nhiều năng lượng, kích thước máy lớn, cồng kềnh, khi làm việc rất ồn. So sánh ưu, nhược điểm của máy nghiền bi ướt làm việc gián đoạn và máy nghiền bi ướt làm việc liên tục : 5 Máy nghiền bi ướt làm việc gián đoạn Máy nghiền bi ướt làm việc liên tục Nguyên liệu Nguyên liệu ổn định về thành phần phần do dễ điều chỉnh Nguyên liệu không ổn định về thành phần do khó điều chỉnh Hoạt động Không thể vừa nghiền, vừa lấy vật liệu Vừa nghiền, vừa lấy vật liệu Năng suất Năng suất không cao bằng máy nghiền bi ướt làm việc liên tục Năng suất cao hơn máy nghiền bi ướt làm việc gián đoạn Không tiết kiệm được thời gian và năng lượng bằng máy nghiền bi ướt làm việc liên tục Tiết kiệm được thời gian và năng lượng hơn máy nghiền bi ướt làm việc gián đoạn Một số thông số kỹ thuật : kích thước vật cho vào máy : 25÷70 mm; sản phẩm có kích thước hạt <0,1 mm. - Cấu tạo máy nghiền bi ướt : + Lớp lót có thể làm bằng đá, sứ hoặc cao su; + Bi nghiền : có thể là sứ, bi sỏi cuội, sứ cao nhôm; + Hồ ra khỏi máy nghiền bi có độ ẩm từ 32÷34% và có tỷ trọng xấp xỉ 1,7 g/cm 2 . Hồ sau khi ra khỏi máy nghiền bị sẽ được cho vào bể khuấy. 4/ BỂ KHUẤY Bể khuấy có tác dụng làm bể chứa và làm cho nguyên liệu không bị lắng, giúp nguyên liệu được trộn đều. 5/ SÀNG RUNG, KHỬ TỪ - Sản phẩm sau khi ra khỏi bể khuấy được đưa vào máy sàng rung. Ưu điểm nổi trội là năng suất cao và không dính bụi. Đặc tính kỹ thuật của sàng rung : + Bề mặt sàng : chiều rộng là 820 mm, chiều dài là 2100 mm; + Chu kỳ : 1800 vòng/phút; + Công suất tiêu thụ (mã lực) là 2,5 (HP); + Kích thước sàng rung : chiều dài là 2300 mm, chiều rộng là 1500 mm, chiều cao là 1200 mm; + Tổng khối lượng là 1000 kg; + Năng suất là 1000 kg/h; - Khử tử : loại bỏ bớt sắt (sắt là tạp chất gây màu), để khử từ, ta có thể dùng nam châm vĩnh cửu hoặc là nam châm điện. Trên thực tế, người ta thường dùng nam châm điện. 6/ BỂ CHỨA HỒ SẤY PHUN 6 7/ SẤY PHUN Sau khi qua bộ lọc, không khí được làm sạch và dẫn đến bộ gia nhiệt độ. Quy trình gia nhiệt độ có thể là : lò tạo khí nóng, gia nhiệt độ bằng điện, gia nhiệt độ bằng hơi … hỗn hợp được gia nhiệt độ tơi nhiệt độ cài đặt, sau đó được đưa tới bộ chia khí nóng tiếp tuyến 8/ SILÔ CHỨA Silô là hệ thống bồn chứa nguyên liệu bảo quản có tính đặc thù riêng. 9/ TẠO HÌNH, ÉP BÁN KHÔ 7 Bột ép được tháo ra khỏi silô tự động, qua băng tải, gầu tải vào phễu máy ép và cấp cho khuôn ép. Máy ép hoạt động tự động theo chương trình cài đặt sẵn. Lực ép tối đa của máy ép được lựa chọn tuỳ thuộc vào kích thước sản phẩm. Đối với gạch ốp, kích thước sản phẩm thông thường 200 x 300 mm thì lực ép tối đa chỉ cần 1500 tấn. Đối với gạch gốm lát tráng men và gạch gốm granit kích thước đến 600 x 600 mm hoặc 600 x 900 mm thì lực ép tối đa khoảng 3200 tấn. Muốn sản xuất loại sản phẩm có kích thước đến 1200 x 1200 mm hoặc 1200 x 1800 mm thì phải có máy ép siêu lớn, lực ép đến 6200 tấn hoặc 7200 tấn. Gạch ceramic được tạo hình trên các mảng ép thuỷ lực. Tuỳ thuộc vào kích thước máy ép, kích thước viên gạch mà mỗi chu kỳ có thể được 1, 2, 4, 6, … viên gạch mộc. Áp lực ép trung bình là 300kg/cm 2 . Trong 1 phút, máy ép có thể thực hiện được 8÷10 chu kỳ ép, mỗi chu kỳ có 2 bậc ép. Phương pháp ép bán khô để tạo hình cho các loại sản phẩm có yêu cầu độ co sấy, co nung nhỏ, nghĩa là sản phẩm sấy có độ chính xác cao về hình dạng và kích thước. Phương pháp này cho phép tạo hình các sản phẩm có hình dạng đơn giản đến tương đối phức tạp, từ các phối liệu chứa nhiều nguyên liệu gầy kém dẻo. Khuyết tật : vết nứt phân lớp do việc giãn nở đàn hồi (tính chất cơ lý của phôi ép), ngoại lực tác dụng lên phôi ép sau khi ép kết thúc. Biện pháp : + Chọn độ ẩm thích hợp cho phối liệu (hàm lượng chất liên kết quá lớn làm tăng áp lực của không khí bị nén. Lượng chất liên kết lỏng trong bột không đủ để làm giảm khả năng đàn hồi nhỏ của phôi ép, dẫn đến việc xuất hiện các vết nứt không mong muốn. + Lựa chọn hợp lý thành phần hạt của phối liệu và bột sản phẩm. Hạt mịn làm tăng độ giãn nở, đàn hồi và hiện tượng quá nén, tạo viên, tạo kết tủa cho bột ép là điều kiện để tránh khuyết tật quá nén. + Lựa chọn áp suất ép phù hợp và khả năng điều chỉnh nó khi có sự di động của các tính chất phối liệu. + Ép có điểm dừng để tránh vết nứt quá nén, ép bậc giải phóng bớt ứng suất đàn hồi và cho không khí thoát ra từ bột ép. + Ép và đồng thời hút chân không, bột ép chứa trong khuôn (bị hạn chế dùng). 10/ SẤY MỘC Sau khi tạo hình, gạch mộc được chuyển vào lò sấy khô đến độ ẩm ≤1%. Thiết bị sấy có thể là sấy đứng hoặc sấy nằm. Gạch vào sấy có độ ẩm nhỏ nên gạch có thể được sấy nhanh trong 1,5÷2h với nhiệt độ sấy cao nhất có thể lên tới 200÷250 o C. Hình ảnh Sấy nhằm mục đích tách nước tạo hình; tạo cho sản phẩm có một độ bền cơ học cần thiết để xếp vào lò nung mà không bị biến dạng; kết thúc thay đổi thể tích của các sản phẩm do tách nước tạo hình; ngăn chặn các hiện tượng nứt, nở sản phẩm do việc bốc hơi ở quá trình khi nung. 8 Trong thiết bị sấy đứng, gạch mộc được xếo vào các giọ sấy, được di chuyển theo một chu trình kín. Đi hết một vòng, gạch thực hiện xong chu trình sấy sẽ được lấy ra và gạch mới sẽ đi vào, thay thế vị trí để thực hiện chu trình sấy mới. Thiết bị sấy nằm có thể được bố trí 1 hay nhiều tầng để nâng cao hiệu suất cho thiết bị sấy. Gạch được đi vào một đầu và lấy ra ở đầu kia của thiết bị sấy nhờ hệ thống các con lăn chuyển động quay. Các giai đoạn sấy : + Giai đoạn thứ 1 : sản phẩm được đốt nóng đến một nhiệt độ nhất định và nước bắt đầu bốc hơi, cường đọ ẩm vào thời điểm có sụ cân bằng giữa lượng nhiệt bốc hơi nước và nhiệt dung trong đốt nóng sản phẩm. + Giai đoạn thứ 2 : tốc độ sấy không đổi. Cuối giai đoạn, cường độ thoát ẩm bắt đầu giảm. Tổng nước bốc hơi ở giai đoạn 1 và 2 chiếm gần nửa ban đầu. + Giai đoạn thứ 3 : tốc độ sấy giảm xuống. Muốn rút ngắn thời gian sấy : - Tăng cường quá trình khuyếch tán ẩm bên trong + Làm gầy phối liệu , nguyên liệu 25% hay lớn hơn; đất sét, cao lanh nung sơ bộ (2÷3 lần). + Làm ẩm phối liệu bằng nước nóng và hơi nước (30÷35 o C) + Đốt nóng bằng cách cho dòng điện chạy qua sản phẩm sấy, phải đốt nóng bằng dòng điện cao tần. - Điều chỉnh quá trình khuyếch tán ẩm ra bên ngoài : + Giai đoạn thứ 1 : tăng nhiệt độ và hạ chất tải nhiệt, khi độ ẩm nhỏ sẽ làm tăng sự thoát ẩm, gradient, lớp bề mặt khô nhanh trong khi lớp trong còn ẩm dẫn đến sự rạn nứt. + Giai đoạn thứ 2 : ở giai đoạn này rất hay xuất hiện vết nứt do độ co lớn và không đều. + Giai đoạn thứ 3 : tăng nhiệt độ, giảm áp suất làm cho quá trình sấy nhanh hơn. 11/ MEN 11.1/ Định nghĩa men Men gốm là một lớp thuỷ tinh dày 0,15÷0,4 mm phủ lên bề mặt xương gốm. Nó được dùng trong quá trình nung là cho bề mặt sản phẩm sít đặc, nhẵn bóng. 11.2/ Công thức và nguyên liệu sản xuất men 11.2.1/ Công thức men : RO.xAl 2 O 3 .ySiO 2 or RO.xAl 2 O 3 .ySiO 2 .zB 2 O 3. R có thể là : Pb, K, Na, Ca, Mg, Ba, Li, Zn. Oxit lưỡng tính chủ yếu là Al 2 O 3 nằm giữa oxit bazo và oxit axit, có SiO 2 là oxit axit chính ngoài ra có thể có B 2 O 3. 11.2.2/ Nguyên liệu sản xuất men : là hệ phức tạp gồm nhiều oxit như Li 2 O, Na 2 O,… được đưa vào dưới các dạng sau : 9 Năng lượng dẻo (plastic) caolin, đất sét, bọt Talc, betonit… Năng lượng không dẻo (noplastic) dưới dạng khoáng : trường thạch, đôlômit, đá vôi, cát,… Năng lượng không dẻo dạng hợp chất : BaCO 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , borax, axit boric, Cr 2 O 3 , ZnO… hoặc các loại frit. 11.3/ Sản xuất men gốm 11.3.1/ Phương pháp cổ điển : đơn giản chỉ là nghiền phối liệu trong máy nghiền bi gián đoạn đến khi độ mịn qua hết sang 10000 lỗ/cm 2 (hoặc còn lại dưới 0,5%). Trong quá trình không cần độ mịn thích hợp vì nếu nghiền quá mịn sẽ bị cuốn hoặc bong men, nếu quá có thể gây nhám bề mặt và tăng nhiệt độ nung đáng kể. Để men trắng (đục) hoặc men trong hoặc men cho sứ cách điện sau khi nghiền phải đưa vào máy khử từ (loại Fe và oxit Fe). Thông thường men dễ bị lắng làm cho cấu tử trong men không phân bố đều gây lỗi sản phẩm. Để hạn chế thì cần : làm men đặc lên; giảm độ nghiền mịn; thêm đất sét và cao lanh hoặc bentonit để tăng độ huyền phù và làm men đặc hơn; thêm một ít tinh bột dextrin, keo fluting, keo xenlulo hoặc một ít NH 3 , amonoaxlat hoặc một axit yếu…. 11.3.2/ Phương pháp frit : khắc phục được nhược điểm của phương pháp cổ điển, đặc biệt giảm yếu tố độc hại của nguyên liệu đưa vào men (chất gây ung thư), đồng thời giải quyết bài toán thay thế nguyên liệu khai thác không ổn định và một số nguyên liệu có nguy cơ cạn kiệt. Phương pháp này làm cho công nghệ sản xuất men đa dạng trong sử dụng nguyên liệu cho những sản phẩm tinh xảo, hạn chế rủi ro, cho ra đời nhiều sản phẩm công nghiệp ngày càng cao. Phương pháp frit gồm 2 công đoạn chính : - Frit hoá : Tính phối liệu cần lưu ý : oxit bazơ/SiO 2 nằm trong khoảng (1/1;1/3); đối với frit kiềm thì oxit bazơ/SiO 2 = 1/2,5 và thường phải cho thêm CaO hoặc PbO để frit không tan trong nước; tốt hơn cả là cho B 2 O 3 sao cho SiO 2 /B 2 O 3 > 2/1; frit sau khi nấu phụ thuộc vào kiểu lò, nhiệt độ nấu, và bản chất nguyên liệu phối liệu. Phối liệu được nấu chảy lỏng ở lò quay hoặc lò bể để hỗn hợp chuyển sang frit thuỷ tinh sau đó làm lạnh nhanh để phá vỡ kết cấu khối thuỷ tinh chảy đó. - Nghiền men : trong cấp phối lần 1 : nếu sản phẩm frit thu được sau khi nấu đáp ứng nhu cầu thì men thành phẩm. Nếu không đáp ứng đủ yêu cầu thì phải tính cấp phối lần 2 để bổ sung cho frit. Trong quá trình nghiền cần bổ sung chất tạo huyền phù, chất chống lắng. 11.4/ Tính chất men Độ dày lớp men phụ thuộc phương pháp tráng men, tính chất huyền phù men và độ xốp của mộc, đặc biệt là số lượng các lỗ xốp ≤ 0,05 µm trong mộc. Lớp men phải có chiều dày tối thiểu 150 µm, nếu không sẽ được phẳng. Men trong thường có độ dày 150÷250 µm, men đục có độ dày 200÷350 µm, lớp trang trí bằng in lụa có độ dày 10÷30 µm. Khi nung, men chảy và đồng thời giải phóng các khí, [...]... phóng ra các cấu tử khí, VD : phân huỷ các khoáng cacbonat,… thoát ra ngoài khi xương xốp 13.1.4/ Sự tạo thành các khoáng sơ cấp trong phản ứng pha rắn được thể hiện qua việc tạo thành mullit từ caolinit Phản ứng pha rắn đòi hỏi các hạt phải tiếp xúc chặt chẽ với nhau vì quá trình khuyếch tán chỉ diễn ra trong diện tích tiếp xúc giữa các hạt VD : sự tạo thành khoáng CaO.SiO2 khi cho CaO tác dụng với SiO2…... trong xương dưới tác dụng của nhiệt độ cao làm cho vật liệu cứng rắn lại mà không làm nó nóng chảy 13.1/ Các quá trình hoá lý xảy ra khi nung 13.1.1/ Quá trình đêhydrat hoá : là quá trình loại bỏ nước cất của các khoáng sét mà quá trình sấy trước đó không thể loại bỏ được Nước trong khoáng sét được chia làm 3 loại : nước hấp phụ giải phóng ở nhiệt độ 80÷120 oC; tinh thể giải phóng ở nhiệt 60÷250oC; cấu... và tráng men Phối liệu men được chuẩn bị bằng cách nghiền min hỗn hợp nguyên liệu trong máy nghiền bi đến độ mịn cần thiết Để đạt được các tính chất công nghệ cần thiết người ta cho thêm 4÷6% cao lanh lọc vào để ổn định huyền phù hay thêm vào các hợp chất hữu cơ để men liên kết với mộc hay xương Men được tráng lên mộc đã sấy khô hay tráng lên xương nung và sau đó đem nung lần 2 Có 3 phương pháp tráng... phân tử Các chất phân tán keo trong men tạo nên chất màu keo Các chất không hoà tan trong men, tồn tại dưới dạng các hạt nhỏ phân tán và gây đục 12.2/ Trang trí bằng luster Đó là những rezinat kim loại, sau khi nung sẽ xuất hiện một lớp kim loại trên lớp men gốm tạo nên hiệu quả màu lấp lánh 12.3/ Trang trí bằng chất màu kim loại quý Thuộc loại chất màu keo, VD : Ag, Au, Pt phân tán keo để tạo thành chất... chảy hay các khoáng có hàm lượng oxit kiềm cao Nguyên liệu khác có thể là thạch anh, frit, tràng thạch, các loại oxit màu 11 Tuỳ theo dáng vẻ bên ngoài mà có thể chia men thành : + Men trong : đây là lớp thuỷ tinh mỏng có độ trong cao Phối liệu sản xuất men trong có 10÷20% cao lanh lọc để bảo đảm độ ổn định của huyền phù + Men đục : là một lớp thuỷ tinh bên trong chứa các hạt phân tán có kích thước... tráng lên các sản phẩm gạch ngói đất sét nung Men đất dùng thay men (sản phẩm sau khi tráng engobe sẽ không tráng men) để trang trí, tạo nên một bề mặt khá mịn làm tăng tính thẩm mỹ cũng 12 như cải thiện một số tính chất của sản phẩm nung (làm giảm độ thấm nước…) Gọi là men đất vì nguyên liệu làm ra loại engobe này chính là đất sét làm xương được nghiền và lọc thật mịn Engobe không bị thuỷ tinh hoá. .. geanite Trong quá trình nung hiện tượng đêhydroxyl hoá làm xuất hiện khoáng neta caolini và giải phóng hơi nước cũng như hiện tượng đốt cháy tạp chất hữu cơ xảy ra ở nhiệt độ 400÷600C Ở nhiệt độ 600÷800 oC diễn ra quá trình phân huỷ 14/ PHÂN LOẠI, ĐÓNG GÓI Gạch sau khi nung được đưa vào băng chuyền phân loại tự động, xếp chồng, đóng gói vào hợp các tông, dán keo, in nhãn mác, bọc ni lông và đưa vào kho... phương pháp này được dùng trong sản xuất sứ vệ sinh Quá trình phun men được tiến hành trong buồng kín và trong trường tĩnh điện; tưới men phương pháp này được dùng để tráng men tấm ốp lát và sứ bàn ăn có dạng bằng phẳng Bán thành phẩm cần trángmen được chochạy qua một mảng huyền phù liên tục chảy Dây chuyền tưới men có năng suất rất cao nhưng diện tích vận hành lớn Trong sản xuất tám ốp lát theo phương... anion hoá trị I (Cl -,F-,Br-) bởi anion hoá trị 2 sẽ làm yếu cấu trúc men, do đó giảm nhiệt độ nóng chảy Phải cho Al 2O3 sao cho hỗn hợp gần đặc điểm eutecti nhất vì Al2O3 là chất chịu lửa 11.4.2/ Nhiệt độ nóng chảy : phụ thuộc vào thành phần phối liệu và các oxit trong men 11.4.3/ Độ nhớt : men gốm không có đặc điểm nóng chảy xác định (khoảng nóng chảy) mà chỉ có sự thay đổi trạng thái dẻo quánh dẫn... liên kết với mộc chưa nung - Engobe là men lót Được dùng tráng lên gạch ốp lát ceramic trước khi tráng men Nó thường được gọi engobe trên có tác dụng : tạo một lớp trung gian giữa xương gốm và lớp men Khi nung, giữa xương và men sẽ hình thành một lớp trung gian, nhưng nhiều khi lớp trung gian này không đủ độ dày để phát huy tác dụng nên phải tráng thêm một lớp engobe để hỗ trợ cho lớp trung gian Che . này. 1/ KỸ THUẬT HOÁ HỌC LÀ GÌ? Kỹ thuật hoá học : là một nhánh của kỹ thuật mà các ứng dụng của khoa học hoá lý (hoá học và vật lý) và khoa sống (sinh học, vi sinh học, hoá sinh học ) với toán học, . trời, vật liệu sinh học giả cácbộ phận con người, dược phẩm… Ngoài ra kỹ thuật hoá học thường gắn với sinh học và kỹ thuật y sinh. Nhiều kỹ sư hoá học làm việc trên các dự án sinh học như biopolymers. dụng nhiều với tên kỹ sư quá trình. Một thuật ngữ liên quan rộng hơn là Công nghệ hoá học; và người làm việc trong ngành này được gọi là kỹ sư hoá học. Kỹ sư kỹ thuật hoá học thiết kế quy trình