BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA Đề Tài : Thiết kế phân xưởng nung trong lò Tuynel sản phẩm sứ vệ sinh,chậu rửa và các loại tiểu,công suất 400.000 sản phẩm một năm Giảng viên hướng dẫn : Sinh viên thực hiện : Lớp : MSSV : Lêi nãi ®Çu 1 Trong sự tiến bộ và phát triển nh vũ bão của nền khoa học thế giới, khoa học công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng cũng không nằm ngoài xu thế đó. Với một vị trí đặc biệt trong ngành xây dựng các công trình, chất lợng của vật liệu gốm xây dựng có ảnh hởng rất lớn đến chất lợng và tuổi thọ công trình. Do đó, công nghệ vật liệu nung đang ngày càng hoàn thiện và đổi mới công nghệ hiện đại cho phù hợp với xu thế chung, theo kịp khoa học thế giới. Trong đó công nghệ sản xuất các loại sản phẩm sứ vệ sinh xây dựng đang chiếm vị trí quan trọng trong sản xuất gốm . Với đặc tính riêng biệt của nó: hình dáng phức tạp, yêu cầu ngày càng cao về tính sử dụng, tính thẩm mỹ . Bên cạnh đó, nhu cầu của thị tr ờng về mặt hàng này cho các công trình xây dựng mà rộng lớn hơn là chất lợng phục vục cuộc sống cong ngời ngày càng tăng. Do vậy, để chuẩn bị cho mình những kiến thức cơ bản về ngành sản xuất sản phẩm sứ vệ sinh xây dựng, em đã giao đề tài cho Đồ án môn học là: Thiết kế phân xởng nung trong lò tuynel sản phẩm sứ vệ sinh, chậu rửa và các loại tiểu, công suất 400.000 sản phẩm/năm Trong thời gian thực hiện đề tài em luôn nhận đợc sự hớng dẫn tận tình của thày giáo PGS, TSKH Bạch Đình Thiên. Qua đây chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS, TSKH Bạch Đình Thiên. 2 Em tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ vật liệu xây dựng - Khoa vật liệu xây dựng - Trờng đại học xây dựng trong suốt thời gian học tập vừa qua. Phần I : giới thiệu về sản phẩm Giới thiệu chung Các vật liệu phổ biến thờng đợc dùng để ốp bên trong nhà các thiết bị vệ sinh, nhà bếp, phòng tắm, phòng đợi, phòng nghỉ, ga tàu điện ngầm và các nơi công cộng khác là các vật liệu gốm từ phối liệu đất sét, sành, sứ và bán sứ có phủ men trong hoặc men đục (men trắng hay men màu). Các sản phẩm từ các vật liệu nh vậy bao gồm tấm ốp, bệ xí, chậu rửa, bồn tắm theo đặc tr ng của xơng tấm có loại sành và tấm trang trí đợc 3 chuẩn bị từ đất sét trắng hay đất sét dễ chảy địa phơng, bán sứ và sứ đợc chế tạo từ đất sét trắng và cao lanh với một số nguyên lý khác. Hiện nay với công nghệ tiên tiến đợc áp dụng rộng rãi trong sản xất là các tấm ốp sành tráng men sử dụng thiết bị sấy phun để sấy bột phối liệu với thời gian từ 7 đến 10 phút. Trong khi công nghệ cũ là 7 ữ 10 giờ. Nghiên cứu thành phần của phối liệu để rút ngắn sự tháo khuôn của xơng mộc khi đúc rót sản phẩm vệ sinh xây dựng cũng nh các phơng pháp công nghệ mới tạo hình sản phẩm vệ sinh xây dựng cho phép áp dụng các dây chuyện liên tục trong sản xuất. Khoảng 50% toàn bộ sản phẩm vệ sinh xây dựng đợc chế tạo từ sản phẩm bán sứ với độ hút nớc thấp dến 5% còn các loại sản phẩm khác từ phối liệu sành độ hút nớc tới 12%, các sản phẩm đợc sản xuất từ phối liệu sứ có độ hút nớc thấp hơn. * Các loại sản phẩm và yêu cầu của chúng: Sản phẩm sứ vệ sinh xây dựng (chậu xí, chậu rửa, chậu tiểu, bình, bồn tắm ) chế tạo từ phối liệu sành, bán sứ và sứ bằng ph ơng pháp đúc rót trong khuôn thạch cao sau đó sấy tráng men và nung Sản phẩm thuộc gốm tinh chúng có xơng xốp (sành) hay xơng đặc xít (sứ hay bán sứ) đợc phủ lớp men trong hay men đục (men trắng hay men mau) các tính chất cơ lý xơng sản phẩm cho trong bảng sau: 4 Các chỉ tiêu Sứ Bán sứ Độ hút nớc (%) 0,2 ữ 0,5 không lớn hơn 5 Khối lợng thể tích (g/cm3) 2,25 ữ 2,35 02 ữ 2,2 Giới hạn độ bền (Mpa) Khi nén 400 ữ 500 180 ữ 250 Khi uốn va đập 0,2 ữ 0,23 0,18 ữ 0,2 Khi uốn 70 ữ 80 38 ữ 45 Môđun đàn hồi (Mpa) 500 ữ 600 0,2 ữ 0,6 Hệ số giãn nở trung bình trong khoảng 20 ữ760 o C (5,5 ữ 6,5)10 -6 (4,5 ữ 5,3)10 -6 Các chậu xí dạng đĩa chế tạo theo hai kiểu: Chân thẳng lỗ thải dới 1 góc 90 o và các loại nghiêng có lỗ thải dới 1 góc 30 0 . Các chậu xí trẻ em dạng đĩa cũng đợc chế tạo theo kiểu nh trên nhng có kích thớc nhỏ hơn. Chậu xí thuận tiện khi sử dụng và kinh tế (loại xí bệt) tuy nhiên phức tạp trong sản xuất vì trong công nghệ chết tạo còn phải sản xuất các bộ phận chi tiết và chi tiết thay thế. Hiện nay đang sản xuất các loại chậu vệ sinh kiểu compack có thùng rửa đặt trực tiếp trên chậu vệ sinh, các chậu vệ sinh chuyên dùng và các loại 5 khác. Thùng rửa đợc chế tạo theo 3 loại: Loại đặt cao (BCB B 3311-66), loại đặt thấp (HCB OC 7622-61) và loại nối trực tiếp với chậu vệ sinh (HCCB) của Nga. Không phụ thuộc vào dạng tất cả các chậu vệ sinh đề cần phải có hình dạng thuỷ học đúng, độ bền vững khi xối rửa cao, cho phép lợng nớc xối không nhỏ hơn 1,5 lít trong 1 giây. Chậu rửa treo với lỗ thoát giữa (OC 775-62 của Nga) đợc chế tạo với ống xiphông ha là không có ống xiphông, chúng đợc trang bị vòi nớc, nút và ống rửa Chậu rửa mặt đợc chia làm hai loại chủ yếu: Loại chảy tràn (không có máng chảy) và loại tự thoát (có máng thoát). Ngoài chậu rửa còn có các loại: có gờ lng (có chỗ dựa) và không có gờ l- ng (không có chỗ dựa) loại bán nguyệt và chậu rửa góc Phổ biến hơn cả là loạ chậu rửa có gờ lng và tự thoát (OC 14360-69) Chậu rửa chữ nhật không có gờ lng (OC 4550-60) và chậu rửa bán nguyệt (OC 7288-60) phụ thuộc và kích thớc sản phẩm chia ra làm 5 nhóm theo độ lớn. Yêu cầu chung với các loại sản phẩm vệ sinh xây dựng là chúng có hình dạng theo yêu cầu cho trớc, không có các vết lõm, lỗ thủng, vết nứt và các loại khuyết tật khác, phải đợc nung tốt, khi gõ có tiếng kêu trong, độ trắng của sản phẩm không nhỏ hơn 65% đối với loại I và loại II và không đợc nhỏ hơn 60% đối với loại III. 6 Hiện nay nhu cầu sử dụng đối với sản phẩm vệ sinh xây dựng ngày càng tăng, khoảng 70% khối lợng sản xuất của chúng ta từ phối liệu bán sứ, chỉ khoảng 30% từ phối liệu sành, chúng đợc tráng men đục, men trắng hay men màu. 7 Phần II Nguyên liệu sản xuất I. Nguyên liệu để sản xuất xơng sản phẩm Để sản xuất xơng sản phẩm sứ vệ sinh ngời ta sử dụng các vật liệu dẻo là đất sét và cao lanh trắng đã đợc làm giàu bằng phơng pháp ớt là chủ yếu, các chất trợ dung và các chất phụ gia gầy: cát quắc, penspat, pecmatit, đôlômít, xơng sản phẩm và các chất khác. Ngoài ra để cải thiện màu xơng sản phẩm ngời ta còn cho thêm vào một lợng chất điện giải nh thuỷ tinh lỏng, xô đa có tác dụng chống phân lớp, lắng đọng hồ. 1. Nguyên liệu dẻo 8 Sản xuất sứ vệ sinh xây dựng ngời ta sử dụng các loại đất sét và cao lanh trắng 1.1 Nguồn gốc và phân loại Nguyên vật liệu sét là sản phẩm phogn hóc của các khoáng hoá trầm tích bao gồn các khoáng sét nh : Caolinít, thuỷ mi ca Đất sét tạo nên bởi quá trình phân huỷ vỏ trái đất, là sản phẩm phân huỷ và tác động tơng hỗ với nớc của nhóm khoáng penspat (granit, đá na, focfia) và một số khoáng khác (tro núi lửa). Sự phân huỷ vỏ trái đất đó xảy ra do tác động nhiều năm của tác nhân khí quyển (không khí, ma, gió, mặt trời, nắng, tuyết lý hoá, sinh hoá, xảy ra trên bề mặt quả đất và có thể biểu diễn dới dạng công thức đơn giản sau: R 2 O.Al 2 O 3 .6SiO 2 + CO 2 + H 2 O > Al 2 O 3 .2 SiO 2 .2 H 2 O + R 2 CO 3 + 4 SiO 2 (Fenpat) (Caolinit) Sản phẩm phong hoá các khoáng trầm tích là đất sét và cao lanh chúng đợc hình thành tại chỗ hay là đợc đa tới một vị trí khác. Trờng hợp đầu các lớp khoáng gọi là nguyên sinh hay êlavi, còn trờng hợp sau gọi là thứ sinh hay trầm tích. Đất sét thứ sinh có 3 loại chủ yếu + Đất sét đêlavi: Đợc biểu thị đặc trng cho các lớp khoáng có cính chất phân rải thành phần không đồng nhất và bị lẫn bẩn bởi các tạp chất hạt nhỏ. 9 + Đất sét băng hà: Chúng có độ tạp chất lớn bao gồm đá có tính chất khác nhau, từ đá tảng đến đá dăm nhỏ. + Đất sét hoàng thổ đặc trng cho các lớp khoáng có tính chất đồng nhất cao. Đất sét có độ phân tán cao và cấu trúc độ xốp lớn Nh vậy: Đất sét chiu lửa khác với cao lanh thứ sinh về độ bền còn độ phân tán chúng cao hơn 1.2 Tính chất của nguyên liệu sét, cao lanh * Thành phần về vật chất sét a. Thành phần khoáng Đất sét và cao lanh để sản xuất s vệ sinh gồm các khoáng chủ yếu là caolinit và thuỷ mica, khoáng hidraginit còn các khoáng Môntmôrilônhít dễ gây cong vênh và nứt tách sản phẩm nên rất hạn chế trong sản xuất sứ vệ sinh. Tất cả các khoáng tạo thành đất sét đều là các khoáng loại alumôsilicat ngậm nớc, khi nhào trộn với nớc hình thành vữa dẻo cho khả năng tạo thành cấu trúc mạng lới, tinh thể của các khoáng đất sét này có tính chất lớp (cụm các khối) bao gồm từ các lớp hay tấm lặp lại của các cụm khối bốn mặt [SiO 4 ] với tâm là catrion Si 4+ và các khối tám mặt với tâm là catrion Al 3+ . Sự kết hợp của các lớp từ cụm các khối tám mặt [AlO 6 ] và các khối bốn mặt [SiO 4 ] có nhiều kiểu khác nhau. Sự tổng hợp các lớp hay các tấm từ cụm các khối này hình thành cụm phân tố. Tổng hợp n cụm phân tố này hình thành dạng tấm khoáng đất sét. Sự phân bố các kiểu khác nhau của các lớp 10 [...]... nguyên liệu, men Frít và bán Frít Trong đó nguên liệu và bán Frít đợc sử dụng nhiều, các men nguyên liệu và men trờng thạch không Frít đợc sử dụng 17 để tráng các sản phẩm từ phối liệu sứ và bán sứ Ngời ta dùng các men Frít để tráng các sản phẩm từ phối liệu sành Sự thay thế oxít Thiếc trong men bằng Ziếc côn sẽ làm tăng độ trắng cho sản phẩm, làm giảm giá thành sản phẩm Cho thêm vào men 0,5ữ1% Glyxêrin... khử Khi nung trong sứ có thể hình thành hợp chất sắt, titan: Fe2O3-TiO2 (titan nat sắt) màu xám chì, ilmônit (FeO TiO2) màu đen và hợp chất 2 FeO TiO 2 màu xám nhạt, các chất này làm cho sản phẩm có màu vàng và xám Theo quy định thì tạp chất sắt quy đổi ra Fe2O3 không lớn hơn 1,4% và cần loại bỏ trong phối liệu - Tạp chất cácbonát: Không tốt trong sản xuất sứ vệ sinh, tạp chất cácbonát thờng gặp trong. .. do hiện tợng tái kết dính Để tăng độ trắng của men đa vào trong phôi liệu của chúng các chất phị gia làm tăng độ trắng của men Khi sản xuất các sản phẩm vệ sinh xây dựng có màu thì các chất màu đa vào trong quá trình nghiền ở máy nghiền bi ớt 18 Thành phần của men gây ảnh hởng đến màu và sắc thái của sản phẩm men Men ziếccôn làm cho màu nhuộm của sản phẩm trang nhã hơn Để tạo ra sản phẩm màu đen , màu... bụi phân tán mịn, phân bố đồng đều trong htành phần của phối liệu đồng nhất, ở dạng hạt rời tơi và ở dạng bột liên kết và dạng đá dăm có cấu trúc đặc, loại này là tạp 12 chất có hại, chúng làm xấu tính chất của đất sét, gây ra cho sản phẩm các lỗ rỗng và làm nứt sản phẩm - Tạp chất hữu cơ: Cần phải loại bỏ trong phối liệu sứ càng nhiều càng tốt, chúng nhuộm màu đất sét thành màu đen, nó hình thành các. .. nhuộm màu vào men penspát trong suốt không chứa ziếccôn, màu đồng đều hơn đặc biệt khi chất màu khôn lớn đạt đợc khi phủ sản phẩm bằng men ziếccôn iii thành phần phối liệu xơng sản phẩm sứ vệ sinh Thành phần phối liệu tính toán phải đảm bảo cho đạt đợc các tính chất của hồ đúc rót và nhận đợc các tính chất cơ lý cần thiết của xơng sản phẩm đó là: Cho khả năng tách khuôn của sản phẩm đúc rót trong thời... nhôm để sản xuất sản phẩm sứ vệ sinh không lớn hơn 33% Ôxít canxi (CaO): Tham gia vào thành phần của vật chất sét dới dạng tạp chât đá vôi (CaCO3), đá đôlômít (MgCa(CO3)2) và các khoáng khác Khi ở trạng thái phân tán mịn và phân bố đồng đều trong đất sét oxít canxi làm giảm khả năng liên kết và hạ thấp nhiệt độ nóng chảy của đất sét Khi nung ở nhiệt độ cao ôxít canxi phản ứng với ôxít nhôm và ôxít... của xơng và men phải tơng đối bằng nhau Sản phẩm đạt đợc độ bền cao (sau khi tháo khuôn) và cho phép gian công nó Độ co của sản phẩm khi đúc rót nằm trong giới hạn cho phép bởi khi co ngót lớn thì trong khuôn sản phẩm mộc sẽ bị nứt còn khi co ngót ít thì khó lấy sản phẩm mộc ra khỏi khuôn Đối với phối liệu sứ thì độ co ngót cho phép nằm trong khoảng 12ữ14% Đảm bảo tính chất hồ đúc rót và các tính... thạch anh đa vào trong phối liệu sứ khoảng 12ữ18% Hàm lợng pécmatít trong phối liệu sứ khoảng 9ữ13% Tổng hàm lợng các ôxít kiềm tăng từ 0,8ữ0,9% đến 2,2ữ2,3% Trong phối liệu sứ ngời ta còn tăng lợng các nguyên liệu penspát và tăng độ nghiền mịn của phối liệu Hàm lợng các nguyên liệu dẻo (đất sét và cao lanh) trong phối liệu sứ là 48ữ52% các nguyên liệu không dẻo khoảng 50ữ52% Tuỳ theo nhiệt độ nung ngời... nghệ gốm nói chung và trong sản xuất sứ vệ sinh nói riêng thì chúng gồm các cỡ hạt có kích thớc từ cỡ hạt 1m đến cỡ hạt 1000m 14 Hàm lợng các hạt nhỏ hơn 2m à không nhỏ hơn 24% Các nhóm hạt kích thớc từ 2ữ20m từ 30ữ47% Sự tăng kích thớc ccác nhóm hạt từ 10ữ20m cho khả năng lèn chặt phối liệu tốt hơn và làm tăng độ bền của sản phẩm Hàm lợng các nhóm hạt trên à 20m thì cho phép 6ữ34% nếu trong đất sét có... điều chình bằng cách cho thêm các chất keo tụ (Natri clorua, axít clohidríc và các chất khác) hoặc các chất pha loãng (Thuỷ tinh lỏng, xôđa) đất sét và cao lanh cho thêm vào sẽ làm giảm sự phân lớp của lớp huyền phù men Nguyên liệu để chế tạo men là đất sét, cao lanh, cát trờng thạch, pécmatít, đá phấn, đá vôi Các khoáng chất hoạt hoá nh cácbonat Canxi, Bari Để tráng men sản phẩm sứ vệ sinh xây dựng