(Đồ án HCMUTE) thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh năng suất 400 000 sản phẩm năm

Nội dung hướng dẫn: Lập sơ đồ công nghệ Tính toán phối liệu, cân bằng vật chất Thiết kế máy nghiền bi nguyên liệu xương, máy nghiền bi nguyên liệu men Tính toán kinh tế nhà máy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH QUẢN LÝ CÔNG NGHIỆP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM

-   -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NĂNG SUẤT 400.000 SẢN PHẨM/NĂM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM

-   -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NĂNG SUẤT 400.000 SẢN PHẨM/NĂM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

MSSV: 17128005

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Hóa học

Chuyên ngành: Vô cơ silicat

1 Tên khóa luận: Thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh năng suất 400.000 sản

phẩm/năm

2 Nhiệm vụ của khóa luận: Tính toán và thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh với năng suất 400.000 sản phẩm/năm

3 Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 23/09/2021

4 Ngày hoàn thành khóa luận: 11/12/2021

5 Họ tên người hướng dẫn: Kiều Đỗ Trung Kiên

6 Nội dung hướng dẫn:

Lập sơ đồ công nghệ

Tính toán phối liệu, cân bằng vật chất

Thiết kế máy nghiền bi nguyên liệu xương, máy nghiền bi nguyên liệu men

Tính toán kinh tế nhà máy

Bảng vẽ sơ đồ công nghệ

Bảng vẽ máy nghiền xương

Bảng vẽ máy nghiền men

Bản vẽ bố trí mặt bằng nhà máy

Nội dung và yêu cầu khóa luận tốt nghiệp đã được thông qua bởi

Trưởng Bộ môn Công nghệ Hóa học

Tp Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 12 năm 2021 TRƯỞNG BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CN HÓA HỌC & THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

-CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC

KHÓA 2017 (NGƯỜI HƯỚNG DẪN)

1 THÔNG TIN CHUNG

Họ và tên người hướng dẫn: KIỀU ĐỖ TRUNG KIÊN

Đơn vị công tác: Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP.HCM

Học hàm, học vị: Tiến sĩ

Chuyên ngành: Vô cơ silicat

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN MINH CẢNH

MSSV: 17128005

Chuyên ngành: Hóa vô cơ-silicat

Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh năng suất 400.000 sản phẩm/năm

Hành văn: Hành văn theo văn phong khoa học

Sử dụng thuật ngữ chuyên môn: Thuật ngữ khoa học theo chuyên ngành

2.2 Mục tiêu và nội dung

 Lập sơ đồ công nghệ

 Tính toán phối liệu, cân bằng vật chất

 Thiết kế máy nghiền bi nguyên liệu xương, máy nghiền bi nguyên liệu men

 Tính toán kinh tế nhà máy

 Bảng vẽ sơ đồ công nghệ

 Bảng vẽ máy nghiền xương

 Bảng vẽ máy nghiền men

Trong thời gian ngắn sinh viên đã tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất sứ vệ sinh; tính toán

và vẽ bản vẽ lắp máy nghiền bi/ nghiền xương; bố trí sơ bộ mặt bằng nhà máy; giả định và tính toán một số chỉ tiêu kinh tế cơ bản

2.5 Những thiếu sót của khóa luận

Do giới hạn thời gian nên sinh viên chưa thể tính toán chi tiết lò liên tục nung sứ vệ sinh cũng như thực hiện bản vẽ lắp lò nung

3 NHẬN XÉT TINH THẦN VÀ THÁI ĐỘ LÀM VIỆC CỦA SINH VIÊN

Tuy phải đổi đề tài do không tiến hành được thực nghiệm nhưng sinh viên đã cố gắng hoàn thành khóa luận thiết kế trong thời gian ngắn Tinh thần và thái độ làm việc tốt, chủ động trao đổi với các bộ hướng dẫn để hoàn thành các mục tiêu đã đề ra

4 ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

Được bảo vệ





Không được bảo vệ



5 ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

Hình thức trình bày (đẹp, rõ ràng, tài liệu tham khảo

đầy đủ/đa dạng…)

20

15

Phương pháp nghiên cứu phù hợp, đảm bảo độ tin cậy, xử

Kết luận phù hợp với mục tiêu, nội dung nghiên cứu 10 9

ổn

Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 12 năm 2021

Giảng viên hướng dẫn

Kiều Đỗ Trung Kiên

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CN HÓA HỌC & THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

-CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC

KHÓA 2017

(NGƯỜI PHẢN BIỆN)

1 THÔNG TIN CHUNG

Họ và tên người phản biện: Đặng Đình Khôi

Đơn vị công tác: Trường ĐH SPKT TPHCM

Học hàm, học vị: Tiến sĩ

Chuyên ngành: Vật liệu nano

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Minh Cảnh

Số tài liệu tham khảo: 19 Phần mềm tính toán:

Bố cục: Bất hợp lý Đề tài thiết kế nhà máy sứ nhưng chỉ tập trung chủ yếu vào thiết kế máy nghiền

bi ướt gián đoạn để nghiền xương và men (từ trang 27 đến 75, 49 trang trong khi phần nung quan trọng nhất chỉ chiếm 12 trang, từ trang 78 đến trang 89)

Hành văn: Dễ hiểu

Sử dụng thuật ngữ chuyên môn: Chấp nhận được

2.2 Mục tiêu và nội dung

Thiết kế nhà máy sứ vệ sinh năng suất 400.000 sản phẩm/năm

2.3 Kết quả đạt được

Tổng quan tài liệu

Tính đơn phối liệu và cân bằng vật chất

Thiết kế máy nghiền bi cho xương và men

Thiết kế lò sấy và lò nung tunnel

2.4 Ưu điểm của khóa luận

2.5 Những thiếu sót của khóa luận

Phần tính máy nghiền bi quá dài dòng và lặp lại ở nghiền xương và men cũng như trình bày

cả hai bản vẽ của hai máy nghiền bi ướt gián đoạn là không cần thiết

Phần tính nhiệt (sấy, đặc biệt là nung) quan trọng hơn nhưng lại làm quá sơ sài

Không trình bày bản vẽ lò nung là bộ phận quan trọng nhất trong nhà máy sản xuất sứ Phần trình bày thuyết minh và cả bản vẽ mặt bằng không đề cập đến bộ phận khuôn

3 CÂU HỎI PHẢN BIỆN (ít nhất 02 câu hỏi)

1 Trình bày các bước chế tạo khuôn cho đổ rót sản phẩm sứ vệ sinh?

2 Trình bày nguyên lý hoạt động và các bộ phận chính của lò nung tunnel trong thiết kế của tác giả?

4 ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA PHẢN BIỆN

Được bảo vệ Bổ sung thêm để được bảo vệ

x

Không được bảo vệ

ĐỀ NGHỊ CỦA PHẢN BIỆN:

Do tình hình dịch bệnh COVID-19 và thời gian tốt nghiệp đã trễ hạn, phản biện đồng ý cho sinh viên được bảo vệ với yêu cầu sinh viên sau khi bảo vệ phải chỉnh sửa, bổ sung khoá luận cho hoàn chỉnh trước khi nộp thư viện

5 ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN

STT Nội dung đánh giá Điểm tối đa Điểm đánh giá

1 Chất lượng bài viết 30 23

Hình thức trình bày (đẹp, rõ ràng, tài liệu tham khảo

đầy đủ/đa dạng…)

20 16

Bố cục của bài viết (chặt chẽ, cân đối) 10 7

2 Nội dung khóa luận 70 52

Phương pháp nghiên cứu phù hợp, đảm bảo độ tin cậy, xử

Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 12 năm 2021

Giảng viên phản biện

Đặng Đình Khôi

TÓM TẮT

Dựa trên nhu cầu về các sản phẩm sứ sinh của thị trường ngày càng cao nên dự án xây dựng một nhà máy sản xuất được xem xét và nó yêu cầu một bản tính toán thiết kế cụ thể nên đề tài luận văn “Thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh năng suất 400.000 sản phầm/năm” được hình thành

Việc xây dựng một nhà máy sản xuất sứ vệ sinh không những đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dân mà còn tạo ra dòng lợi nhuận góp phần phát triển kinh tế xã hội

Bài luận thiết kế nhà máy sứ vệ sinh bao gồm 6 chương bao gồm các nội dung chính như sau:

Chương 1: Tổng quan khái quát các khái niệm, giới thiệu về sản phẩm gốm, sứ

Chương 2: Tính toán phối liệu từ yêu cầu của sản phẩm, chọn lựa nguyên liệu để phù hợp với yêu cầu sản phầm, cân bằng vật chất các nguyên liệu trong suốt quá trình gia công từ kho bãi đến thành phẩm

Chương 3: Tính toán thiết kế một số thiết bị máy móc quan trọng của nhà máy sử dụng trong quá trình sản xuất Các thiết bị quan trọng như là máy nghiền bi nguyên liệu xương, máy nghiền men, lò sấy, lò nung sẽ được tính toán thiết kế và lựa chọn từ các thông số

ở giai đoạn cân bằng vật chất Sau khi có các thông số thiết bị tiến hành chọn lựa diện tích sử dụng và bố trí mặt bằng, sắp xếp các thiết bị trong nhà máy

Chương 4: Tính toán kinh tế nhà máy, tính chi tiêu và doanh thu của dự án nhà máy trong một khoảng thời gian và xem xét khả năng kinh doanh thu lợi nhuận từ các giả định hợp lý

Chương 5: Các chỉ tiêu an toàn trong môi trường làm việc tại các công ty sản xuất sứ Chương 6: Kết luận, kiến nghị, đánh giá kết quả đạt được và đưa ra lời kiến nghị, chỉ ra những thiếu sót để hoàn thành tốt hơn nữa đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

LỜI CẢM ƠN

Em xin cảm ơn quý thầy cô khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm Trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp đã luôn em luôn nhận được sự giúp đỡ, quan tâm, chỉ dẫn tận tình của quý thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn thầy Kiều Đỗ Trung Kiên đã giúp đỡ, hướng dẫn em tận tình trong thời gian làm luận văn Những hướng dẫn sự góp ý và kinh nghiệm của thầy đã giúp đỡ em rất nhiều để em có thể hoàn thành bài khóa luận

Sau khi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp đã học được những kiến thức bổ ích và rất nhiều những kiến thức chuyên môn, đây chính là hành trang quý báu để em áp dụng trong công việc thực tế sau này

Em cũng xinh cảm ơn Công Ty Sứ Viglacera Bình Dương và các anh, chị nhân viên của công ty đã giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành chuyến thực tập tốt nghiệp, và em cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên chia sẽ và đóng góp ý kiến thức giúp em hoàn thành tốt bài luận này

Em xin chân thành cảm ơn và xin chúc những điều tốt đẹp nhất sẽ đến với mọi người

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Minh Cảnh

LỜI CAM ĐOAN

Em tên: Nguyễn Minh Cảnh mã số sinh viên 17128005 là sinh viên khoa công nghệ hóa học và thực phẩm Em xin cam đoan nội dung bài luận văn là do chính em thực hiện và các bản vẽ cũng do em hoàn thành cùng với sự hướng dẫn của thầy Kiều Đỗ Trung Kiên

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Minh Cảnh

MỤC LỤC

TÓM TẮT i

LỜI CẢM ƠN ii

LỜI CAM ĐOAN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ ix

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Sản phẩm sứ vệ sinh 2

1.1.1 Giới thiệu về gốm sứ 2

1.1.2 Phân loại gốm 3

1.1.3 Giới thiệu về sứ vệ sinh 3

1.1.4 Công nghệ sản xuất gốm sứ 4

1.2 Nguyên liệu sản xuất sứ 5

1.2.1 Nguyên liệu cho xương 5

1.2.2 Nguyên liệu chế biến men 9

1.3 Công nghệ sản xuất sứ vệ sinh 11

1.3.1 Sơ đồ công nghệ quy trình sản xuất sứ vệ sinh 11

1.3.2 Thuyết minh quy trình 13

CHƯƠNG 2: PHỐI LIỆU, CÂN BẰNG VẬT CHẤT 17

2.1 Tính toán phối liệu 17

2.1.1 Tính toán phối liệu xương sứ vệ sinh 17

2.1.2 Tính toán phối liệu cho men 19

2.2 Cân bằng vật chất 22

2.2.1 Cân bằng vật chất cho xương 23

2.2.2 Cân bằng vật chất cho men 25

2.3 Tính toán thiết bị 26

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THIẾT BỊ 27

3.1 Máy nghiền bi cho xương sứ 27

3.1.1 Nguyên lý làm việc 27

3.1.2 Tính toán năng suất máy 27

3.1.3 Thiết kế các chi tiết máy nghiền 28

3.1.4 Tính toán thông số của máy 40

3.1.5 Kiểm tra bền một số chi tiết chủ yếu của máy nghiền 49

3.1.6 Tổng hợp kết quả tính 53

3.2 Máy nghiền bi cho hồ men 54

3.2.1 Tính toán năng suất máy 54

3.2.2 Thiết kế các chi tiết máy nghiền 54

3.2.3 Tính toán thông số của máy 63

3.2.4 Kiểm tra bền một số chi tiết chủ yếu của máy nghiền 71

3.2.5 Tổng hợp kết quả tính 74

3.3 Thiết bị sấy 75

3.3.1 Sấy môi trường 75

3.3.2 Sấy buồng 76

3.4 Lò nung tuynel 78

3.4.1 Tính toán quá quá trình đốt cháy nhiên liệu 78

3.4.2 Đường cong nung 80

3.4.3 Kích thước xe goòng 81

3.4.4 Kích thước lò nung 82

3.4.5 Cân bằng nhiệt 83

3.5 Bố trí mặt bằng nhà máy 89

3.5.1 Khu vực kho bãi nguyên liệu 89

3.5.2 Xưởng gia công hồ đổ rót 90

3.5.3 Xưởng tạo hình 91

3.5.4 Xưởng gia công hồ men 91

3.5.5 Xưởng kiểm mộc phun men 92

3.5.6 Khu vực sấy 92

3.5.7 Khu vực lò nung 92

3.5.8 Các khu vực khác 93

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KINH TẾ 94

4.1 Giả định chi phí 94

4.1.1 Chi phí đầu tư ban đầu 94

4.1.2 Giả định chi phí hoạt động 95

4.1.3 Giả định sản xuất và khả năng kinh doanh 96

4.1.4 Giả định vốn 96

4.2 Doanh thu nhà máy 96

4.3 Phân bố chi phí nhà máy 97

4.4 Khấu hao tài sản 97

4.5 Kế hoạch vay vốn 98

4.6 Báo cáo tài chính 98

4.7 Dòng ngân lưu 99

CHƯƠNG 5: AN TOÀN LAO ĐỘNG 100

5.1 Các nội dung an toàn vệ sinh lao động 100

5.2 Bảo hộ lao động 100

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 102

6.1 Kết luận 102

6.2 Kiến nghị 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO 104

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1: Thành phần hoá của đất sét 6

Bảng 1 2: Thành phần hóa của cao lanh 6

Bảng 1 3 Thành phần hóa của tràng thạch 7

Bảng 1 4: Thành phần hóa của Silica 8

Bảng 1 5: Thành phần hóa của Frit 10

Bảng 1 6: Thành phấn hóa của Calcium carbonate 10

Bảng 1 7: Thành phần hóa của Talc 11

Bảng 1 8 : Thông số hồ ra máy nghiền 13

Bảng 1 9: Thông số men ra máy nghiền 15

Bảng 2 1: Thành phần hóa thành phần phối liệu xương 17

Bảng 2 2: Thành phần hóa yêu cầu của xương 17

Bảng 2 3: Thành phần hóa phối liệu trước khi nung 18

Bảng 2 4: Thành phần hóa phối liệu sau khi nung 18

Bảng 2 5: Nhiệt độ chịu lửa theo các chỉ số trên giản đồ Zapp 18

Bảng 2 6: Thành phần hóa yêu cầu của men 19

Bảng 2 7: Thành phần hóa thành phần phối liệu men 19

Bảng 2 8: Thành phần hóa men trước và sau khi nung 20

Bảng 2 9: Hằng số nóng chảy của các oxyt dể chảy 21

Bảng 2 10: Hằng số nóng chảy của các oxyt khó chảy 21

Bảng 2 11: Nhiệt độ nóng chảy Tnc và giới hạn nóng chảy K 21

Bảng 2 12: Hệ số dãn nở nhiệt 22

Bảng 2 13: Tỷ lệ biến đổi nguyên liệu xương trong các khâu sản xuất 23

Bảng 2 14: Khối lượng nguyên liệu xương tại các khâu sản xuất 23

Bảng 2 15: Tỷ lệ thu hồi nguyên liệu xương trong các khâu sản xuất 24

Bảng 2 16: Khối lượng nguyên liệu cho xương sủ dụng một năm 24

Bảng 2 17: Tỷ lệ biến đổi của nguyên liệu men trong các khâu sản xuất 25

Bảng 2 18: Khối lượng nguyên liệu men tại các khâu sản xuất 25

Bảng 2 19: Tỷ lệ thu hồi nguyên liệu men tại các khâu 25

Bảng 2 20: Khối lượng nguyên liệu men sử dụng một năm 26

Bảng 3 1: Khối lượng riêng phối liệu xương 28

Bảng 3 2: Các thông số ban đầu của máy nghiền hồ đổ rót 28

Bảng 3 3: Thông số động cơ máy nghiền xương 45

Bảng 3 4: Thông số đai máy nghiền xương 46

Bảng 3 5: Tỷ số truyền và bánh đai truyền động 47

Bảng 3 6: Tổng hợp kết quả tính máy nghiền nguyên liệu xương 53

Bảng 3 7: Các thông số ban đầu tính toán máy nghiền men 54

Bảng 3 8: Thông số động cơ máy nghiền men 68

Bảng 3 9: Thông số đai truyền động máy nghiền men 68

Bảng 3 10: Tổng hợp thông số máy nghiền men 74

Bảng 3 11: Nhiệt dung riêng các khí 79

Bảng 3 12: Nhiệt dung riêng của phối liệu theo nhiệt độ 83

Bảng 3 13: Nhiệt phản ứng theo thành phần khoáng 85

Bảng 3 14: Tổn thất nhiệt theo từng khu vực lò nung 87

Bảng 3 15: Khối lượng nguyên liệu trong kho chứa 90

Bảng 3 16: Diện tích kho chứa 90

Bảng 3 17: Tổng hợp diện tích các khu vực nhà máy 93

Bảng 4 1: Giả định chi phí xây dựng 94

Bảng 4 2: Chi phí mua máy móc, thiết bị 94

Bảng 4 3: Tổ chức nhân lực nhà máy 95

Bảng 4 4: Giả định khả năng kinh doanh 96

Bảng 4 5: Giả định vốn 96

Bảng 4 6: Doanh thu nhà máy 96

Bảng 4 7: Phân bố dự kiến chi phí nhà máy 97

Bảng 4 8: Khấu hao nhà máy 97

Bảng 4 9: Kế hoạch thanh toán vốn 98

Bảng 4 10: Báo cáo tài chính dự án 98

Bảng 4 11: Dòng ngân lưu 99

DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ

Hình 1 1: Sứ vệ sinh 3

Sơ đồ 1 2: Quy trình công nghệ 12

Hình 1 3: Khu vực tạo hình đổ rót 14

Hình 1 4: Phun men 14

Hình 1 5: Mộc vào lò nung 15

Hình 3 1: Nắp thùng nghiền 31

Hình 3 2: Tay cầm 32

Hình 3 3: Gạch lót thân thùng 35

Hình 3 4: Gạch lót mặt đáy 36

Hình 3 5: Mặt đáy và cổ trục 39

Hình 3 6: Mặt cắt ngang thùng nghiền xương 42

Hình 3 7: Mặt cắt ngang dây đai 46

Hình 3 8: Gối đỡ vòng bi 62

Hình 3 9: Đường cong nung 80

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây cùng với sự tăng trưởng kinh tế - xã hội, sự phát triển dân số thì nhu cầu về xây dựng nhà ở theo đó cũng tăng cao Sứ vệ sinh là mặt hàng quan trọng trong ngành xây dựng, các sản sứ vệ sinh ngày nay không chỉ đòi hỏi về giá thành hợp

mà còn phải có độ thẩm mĩ và chất lượng tốt, các thiết bị sứ vệ sinh ngoài công dụng đáp ứng nhu cầu hằng ngày còn có vai trò hiện đại hóa không gian tạo cảm giác thỏa mái cho người sử dụng

Thị trường sứ vệ sinh tại Việt Nam đang được chiếm lĩnh bởi bốn doanh nghiệp là Inax, Toto, Caesar, Viglacera, ngoài ra các sản phẩm được nhập khẩu từ Trung Quốc cũng chiếm thị phần nhất định Tuy nhiên do kinh tế gặp nhiều khó khăn trong những năm vừa qua khiến cho nhu cầu về sản phẩm của các thương hiệu cao cấp như: Toto, Inax bị giảm đi, thêm vào đó một bộ phận người tiêu dùng có tâm ý e dè với các sản phẩm nhập

từ Trung Quốc làm cho nhu cầu về các sản phẩm sứ vệ sinh thương Việt với chất lượng cao và giá thành hợp lý ngày càng tăng

Nhận thấy nhu cầu về các sản phẩm sứ vệ sinh ngày càng tăng đòi hỏi phải thành lập các nhà máy sản xuất để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng góp phần phát triển kinh tế -

xã hội nước nhà

Sau khi phân tích những thách thức và cơ hội về tình hình sản xuất sứ vệ sinh trong nước, em đã thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh năng suất 400.000 sản phẩm/năm

Gốm có cấu trúc đa tinh thể, ngoài ra có thể gồm cả pha thủy tinh Phối liệu sản xuất gốm được tạo hình và nung kết ở nhiệt độ cao làm cho vật liệu có được những tính chất

lý hóa học đặc trưng

Sứ là vật liệu gốm mịn không thấm nước và khí, thường có màu trắng, sứ có độ bền cơ học cao, tính ổn định nhiệt và hóa học tốt, sứ được sử dụng để làm đồ gia dụng, đồ mỹ nghệ hay trong xây dựng [1]

Gốm sứ là là một trong những ngành công nghiệp cổ xưa nhất đã có từ hàng nghìn năm trước Đồ tạo tác gốm cổ nhất được biết đến có niên đại sớm nhất vào khoảng năm 28.000 trước công nguyên vào cuối thời kì đồ đá cũ, đó là một bức tượng của một người phụ nữ được phát hiện trong một định cư thời tiền sử nhỏ gần Brno, Cộng hòa Séc Tại Trung Quốc người ta đã tìm thấy những mảnh vở của những chiếc bình có niên đại 18.000 – 17.000 trước công nguyên, sau đó các nhà khảo cổ cũng đã tìm được những mảnh đồ tạo tác gốm với niên đại khoảng 14.000 năm trước công nguyên tại Nhật và phía đông của Nga [2]

Ở Việt Nam, ông cha ta đã sản xuất được đồ gốm từ thời thượng cổ, cách đây hơn 4500 năm Vào thời đầu các vua Hùng chúng ta đã có gốm Phùng Nguyên, gò Mun (Vĩnh Phú) nung ở nhiệt độ 800 – 900oC, xương gốm bắt đầu được tinh luyện

Từ thế kỷ XI chúng ta đã sản xuất được gốm men Đại Việt nổi tiếng với các trung tâm

Hà Bắc, Thanh Hóa, Thăng Long, Đà Nẵng

Từ thời Trần có gốm Thiên Trường với sản phẩm bát đĩa, bình lọ phủ men ngọc, men nâu.Cuối đời Trần vào thế kỷ XIV bắt đầu hình thành làng gốm Bát Tràng nổi tiếng đến ngày nay [1]

1.1.3 Giới thiệu về sứ vệ sinh

Thiết bị sứ vệ sinh bao gồm các vật dụng được làm bằng chất liệu sứ, được lắp đặt trong nhà tắm hoặc nhà vệ sinh Các sản phẩm sứ vệ sinh thông dụng hiện nay bao gồm bồn cầu, bồn rửa mặt, bồn tắm…

Thiết bị sứ vệ sinh gồm xương sứ là cấu trúc phần chính của thiết bị và lớp men để tăng tính thẩm mỹ tăng khả năng chống nước cho thiết bị sứ.Ngành gốm sứ xây dựng Việt

Hình 1 1: Sứ vệ sinh

Nam đã và đang đóng góp vào nền kinh tế quốc dân với doanh thu khoảng 3 tỷ USD/năm

và hoàn toàn đủ điều kiện để phát triển ổn định trong những năm tới Theo bảng xếp hạng của tập chí chuyên ngành gố sứ hàng đầu thế giới Ceramic World Review năm

2016 thì Việt Nam đứng hàng thứ 5 sau Trung Quốc, Ấn Độ, Brazil và Tây Ban Nha về sản lượng sản xuất và tiêu thụ

Hiện cả nước có hơn 23 công ty sản xuất sứ vệ sinh với tổng công suất thiết kế 21.750.000 sản phẩm/năm, quy mô các nhà máy chủ yếu trên 500.000 sản phẩm/năm Một số thương hiệu có danh tiếng về chất lượng sản phẩm như Toto, Inax, Viglacera sản xuất trên 60% là xí bệt, trong đó tỉ lệ xí bệt liền khối lên tới 30 – 35% và nhiều sản phẩm khác đa dạng về kiểu dáng và kích thước Một số công ty của các nhà đầu tư tư nhân với sản lượng lớn và sản xuất tập trung với năng suất đạt tới 3,5 triệu sản phẩm/năm như Công ty Hào Cảnh ở Tiền Hải – Thái Bình, ngoài ra cũng có nhiều nhà đầu tư xây dựng công ty với quy mô nhỏ (chỉ khoảng 100.000 sản phẩm/năm) Năm 2016, xuất khẩu sứ vệ sinh đạt 94,5 triệu USD, nhập nhẩu 23 triệu USD [3]

1.1.4 Công nghệ sản xuất gốm sứ

Quy trình sản xuất gốm sứ trải qua các bước cơ bản:

 Xử lý nguyên liệu: bao gồm các bước nghiền trộn nguyên liệu

 Tạo hình: tạo sản phẩm có thành hình dạng mong muốn, bao gồm các phương pháp:

 Phương pháp tạo hình ép: dùng áp lực tách dụng làm nguyên liệu thành hình dạng trong khuôn ép, đặc điểm của phương pháp là có độ ẩm từ 3 – 12%

 Phương pháp đổ rót: hồ đổ rót có độ ẩm lên đến 28 – 40% được rót vào khuôn thạch cao sao đó chờ tạo thành mộc rồi rót hồ thừa

 Tạo hình dẻo: độ ẩm phối liệu 15 – 20%, áp dụng cho vật thể chi tiết có dạng đối xứng trụ, được nhân tạo hình trên bàn xoay trong sản xuất chén dĩa, hoặc ép đùn theo hình dạng đầu phun trong sản xuất gạch xây

 Sấy: là giai đoạn loại bỏ bớt độ ẩm trước khi đưa vào giai đoạn nung, quá trình sấy cũng làm tăng cơ tính của mộc

 Nung: giai đoạn được thực hiện ở nhiệt độ cao để xảy ra các quá trình hóa lý như mất nước hóa học biến đổi thành phần khoáng, hóa [1]

1.2 Nguyên liệu sản xuất sứ

1.2.1 Nguyên liệu cho xương

1.2.1.1 Nguyên liệu dẻo

Các khoáng chính thường có trong đất sét:

 Khoáng kaolinite: Al2(Si2O5)(OH)4

 Khoáng halloysit: Al2(Si2O5)(OH)4.2H2O

 Khoáng montmorillonite: Al1.65{(Na,Mg0.33)} (Si2O5)(OH)2

 Khoáng pirophiliet: Al2(Si2O5)(OH)2

 Khoáng illite: Al2-xMgxK1-x-y (Si1.5yAl0.5+yO5)2(OH)2

Đất sét là cung cấp đồng thời Al2O3 và SiO2 Ngoài ra, trong thành phần luôn có lẫn cát (SiO2), đá vôi (CaCO3), tràng thạch ((K,Na)2O.Al2O3.6SiO2), các tạp chất khoáng chứa nhôm và sắt… [4]

Đất sét phải ít tạp chất Fe2O3, TiO2, MnO2 để đảm bảo độ trắng của xương Thành phần hóa, thành phần khoáng và các tính chất vật lí, khả năng tham gia phản ứng của các loại đất sét là khác nhau [5]

Đất sét được sử dụng trong bài luận là loại EXCELBLEND S50 [6] được cung cấp bởi SIBELCO-Thailand có các tiêu chuẩn như sau:

Bảng 1 1: Thành phần hoá của đất sét Thành phần SiO2 Fe2O3 Al2O3 Na2O K2O CaO MgO TiO2 MKN Hàm lượng

% 63,05 1,41 22,66 0,19 2,16 0,19 0,53 0,59 9,21 b) Cao lanh

Cao lanh có thành phần chủ yếu là kaolinite (Al2O3.2SiO2.2H2O) đây là khoáng không

có tính dẻo Trong thực tế cao lanh nguyên liệu vẫn có tính dẻo (tuy rất ít) do cỡ hạt nhỏ

từ 5 – 10 m và lẫn các loại khoáng khác [1] Cao lanh có kích thước hạt thô hơn đất sét, tích tụ tại các mỏ đá gốc nên trắng và ít tạp chất hơn [4]

Cao lanh có hàm lượng Al2O3 cao, tạo điều kiện xuất hiện khoáng mullite trong quá trình nung Khoáng này giúp sản phẩm có cường độ cao, tăng độ bền cơ và giữ ẩm, cho chất lượng sản phẩm tốt hơn Cao lanh được thêm vào phối liệu để thay thế một phần đất sét nhằm làm tăng tốc độ bám khuôn, vì nếu phối liệu nhiều đất sét sẽ dẫn đến độ co lớn, nứt và biến dạng khi nung Ngoài ra cao lanh còn có tác dụng tăng độ trắng sản phẩm nhưng đất sét thì không [5]

Cao lanh được sử dụng trong bài luận được cung cấp bởi SIBELCO- Thailand [6] có các tiêu chuẩn cao lanh:

 Độ ẩm: 20%

 Sót sàng 45 µm: 1,28%

 Khối lượng riêng: 1960 kg/m3

 Thành phần hóa của cao lanh:

Bảng 1 2: Thành phần hóa của cao lanh Thành phần SiO2 Fe2O3 Al2O3 TiO2 MKN Hàm lượng % 48,85 1,42 37,24 0,1 12,39 1.2.1.2 Nguyên liệu gầy

a) Tràng thạch

Là hợp chất của các silicat-alumin không chứa nước thành phần còn lại có Na2O, K2O, CaO Tràng thạch được xem như là đá gốc sinh ra các khoáng của đất sét, cao lanh trong quá trình phong hóa

Tràng thạch là nguyên liệu cung cấp đồng thời SiO2, Al2O3 và các oxit natri, canxi, kali, đóng vai trò chất chảy trong mộc và men (là pha thuỷ tinh sau khi nung) [4]

Dựa vào thành phần hóa người ta chia tràng thạch thành 3 loại khác nhau:

 Tràng thạch Natri (Na2O.Al2O3.6SiO2)

 Tràng thạch Kali (K2O.Al2O3.6SiO2)

 Tràng thạch canxi (CaO.Al2O3.6SiO2)

Trong tự nhiên tràng thạch không nằm ở dạng riêng lẻ mà ở dạng hỗn hợp của ba loại trên nên nhiệt độ chảy dao động trong khoảng 1120 – 1190oC, tràng thạch tạo pha thủy tinh hòa tan các thành phần khác của phối liệu, xúc tiến quá trình tạo thành mullite [5] Tràng thạch được sử dụng trong bài luận là loại tràng thạch Kali Powder của Ấn Độ, được phân phối bởi Công Ty TNHH Thương Mại Kỹ Thuật Thạch Quang RUBY HOUSE, 195/12 Xô Viết Nghệ Tĩnh, phường 17, Q Bình Thạnh, Tp HCM

phần SiO2 Fe2O3 Al2O3 Na2O K2O CaO MgO TiO2 MKN Hàm

lượng % 66,19 0,07 18,47 3,09 11,70 0,09 0,03 0,05 0,31 b) Samot và mộc hỏng

Samot là phế phẩm sau quá trình nung được nghiền lại và thêm vào phối liệu có tác dụng làm giảm sự co rút, đồng thời tận dụng lại một phần phế phẩm nhằm tận dụng lại nguyên liệu do có thành phần hóa thích hợp nên không tính chung trong phối liệu Lượng sử dụng thường bằng lượng phế phẩm sau nung (4 – 6% tổng phối liệu) [5]

Mộc hỏng: tận dụng đưa lại bài phối liệu khuấy để xử lí các sản phẩm hư trong qua trình tạo hình

c) Cát

Là nguyên liệu gầy khi thêm vào phối liệu có tác dụng làm cứng sản phẩm mộc, giảm thời gian sấy, chống co rút, tăng độ bền cơ và bổ sung thêm SiO2 Hơn nữa cát có nhiệt

độ nóng chảy cao khoảng 1710oC còn dùng để điều chỉnh hệ số giãn nở nhiệt của xương

và men Nếu phối liệu quá dẻo sẽ co nhiều, dễ biến dạng, nứt khi sấy nung, vì vậy thêm cát làm giảm tính dẻo

Dạng khoáng tự nhiên thường là α-quắc Dùng trong công nghệ gốm sứ cần ở dạng khoáng ổn định (SiO2 trên 95%) Trước khi nghiền có thể nung ở nhiệt độ 900-1000 oC rồi làm nguội nhanh nhằm mục đích ổn định thành phần khoáng và tạo thuận lợi cho quá trình nghiền [5]

Cát sử dụng trong bài luận là loại Silica Powder STQ phân phối bởi Công Ty TNHH Thương Mại Kỹ Thuật Thạch Quang RUBY HOUSE, 195/12 Xô Viết Nghệ Tĩnh, phường 17, Q Bình Thạnh, Tp HCM

Tiêu chuẩn cát:

 Khối lượng riêng: 1400 – 1500 Kg/m3

 Sót sàng 45 µm: <5%

 Độ ẩm: 0,5 %

 Thành phần hóa của cát Silica Powder STQ (xem trong bảng 1 4)[6]:

Bảng 1 4: Thành phần hóa của Silica Thành phần SiO2 Fe2O3 Al2O3 Na2O K2O CaO MgO TiO2 MKN Hàm lượng

(%) 99,54 0,05 0,12 0,02 0,04 0,03 0,01 0,02 0,17 d) Thủy tinh lỏng (Na2SiO3)

Có tác dụng như chất điện giải được cho vào bể khuấy và bể chứa cấp để điều chỉnh độ nhớt, chống keo tụ và tăng độ linh động của hồ

Nếu hàm lượng chất điện giải quá lớn hồ sẽ bị lắng, keo tụ làm cho mộc sau khi thoát khuôn bị dính, giòn, cứng, rạn nứt… Ngược lại nếu thiếu chất điện giải hồ không linh

động, mộc dễ sụm, gãy Thông thường hàm lượng chất điện giải cho vào hồ khoảng từ 0,5 – 0,7 %

e) Soda (Na2CO3)

Là chất điện giải như thủy tinh lỏng nhưng có hoạt tính cao hơn thường được sử dụng khi khuấy đất sét [5]

1.2.2 Nguyên liệu chế biến men

Men là một lớp thuỷ tinh mỏng phủ trên bề mặt viên gạch, chiều dày sau nung chỉ khoảng 0,3 – 0,5mm Men có vai trò nâng cao giá trị thẩm mỹ của sản phẩm Nâng cao độ bền

cơ học của sản phẩm

Men chiếm khoảng 4 - 5 % khối lượng sản phẩm có phủ men Thành phần men thường chứa từ 80 – 95% frits, còn lại là các thành phần khác bổ sung, hỗ trợ, chất độn, làm bền cho men

1.2.2.1 Frit

Là thành phần chính của men, làm tăng khả năng tương đồng thành phần hóa của xương với men, thành phần của frit có độ đồng nhất cao Là sản phẩm thu được khi nấu chảy hỗn hợp các nguyên liệu vô cơ dạng bột và sau đó nghiền trộn

Frit nói chung có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn men sống 60-80oC, nhưng lại có nhược điểm là rất dễ lắng, vì vậy thường phải đưa thêm vào men 10-20% cao lanh, đất sét chưa nung để chống lắng và triệt tiêu kiềm tự do, hay có thể đưa thêm vào một lượng nhỏ keo hữu cơ carboxymethyl cellulose CMC [1]

Phối liệu frit thường sử dụng thêm các nguyên liệu chứa: PbO, B2O3 , K2O, Na2O (các thành phần dễ chảy)

Thành phần hóa của frit PXS 32 cung cấp bởi Công Ty cổ phần Công Nghệ Frit Phú Sơn – 153 Phạm Văn Đồng, Vỹ Dạ, thành phố Huế, Thừa Thiên Huế được cho trong bảng 1 5:

Bảng 1 5: Thành phần hóa của Frit

là hay kết tinh trên bề mặt men làm men mờ nên không được dùng nhiều [5]

Tiêu chuẩn kỹ thuật của CaCO3:

 Ngoại quan: dạng bột mịn, màu trắng sáng

 Độ ẩm : < 0,2%

 Mất khi nung: 40-44%

 Thành phần hóa cơ bản CaO: 52-56%

Calcium carbonate trong bài sử dụng loại YVN-35 được phân phối bởi Công Ty TNHH Thương Mại Kỹ Thuật Thạch Quang RUBY HOUSE, 195/12 Xô Viết Nghệ Tĩnh, phường 17, Q Bình Thạnh, Tp HCM có thành phần hóa trong bảng 1.6

Bảng 1 6: Thành phấn hóa của Calcium carbonate Thành phần SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO TiO2 MKN

Hàm lượng

(%) 0,031 0,010 0,030 55,785 0,303 0,010 43,831

1.2.2.3 Silicat Zircon (ZrSiO4)

Thường được dùng làm tăng độ chảy láng, độ bóng của men và độ sáng của chất màu

(trừ xanh lá và xanh dương ZrO2 cải thiện độ đục và độ trắng của men, nếu dùng nhiều

thì lại gây đục do kết tinh từ pha thủy tinh trong quá trình làm nguội

1.2.2.4 Talc

Là một loại khoáng thạch dạng khối, có màu lục nhạt, trắng xám hoặc vàng phớt nâu

Thành phần hóa chủ yếu là MgO và SiO2, có cấu trúc lớp vì thế có tính dẻo Trong phối

liệu xương Talc có tác dụng chống rạn nứt do nóng lạnh đột ngột Mặt khác nó cũng có

tác dụng làm giảm nhiệt độ nung của sản phẩm

Thành phần hóa của talc:

Bảng 1 7: Thành phần hóa của Talc Thành phần SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO MnO

Hàm lượng (%) 65,68 0,27 0,31 0,48 31,47 0,01

1.2.2.5 Sodium tripolyphotphat (STTP)

Sodium tripolyphotphat là chất điện giải dùng trong quá trình nghiền men (giá thành cao

hơn thủy tinh lỏng và soda), được thêm trực tiếp tại máy nghiền, đóng vai trò như chất

phụ gia phá vỡ liên kết giữa các hạt mịn, khống chế sự tiếp xúc của các hạt với nhau để

rút ngắn thời gian nghiền

1.2.2.6 Carboxymethyl cellulose (CMC)

Đóng vai trò là chất điều khiển hoạt động của các phân tử nước nhằm chống lại sự chảy

làm tăng độ nhớt, tăng khả năng bám dính của men vào mộc khi phun, tạo lớp men khi

phun trên bề mặt có đủ độ dày tiêu chuẩn, tránh hiện tượng nứt và co men khi nung [5]

1.3 Công nghệ sản xuất sứ vệ sinh

1.3.1 Sơ đồ công nghệ quy trình sản xuất sứ vệ sinh

Sơ đồ quy trình sản xuất sứ vệ sinh được thể hiện trong sơ đồ 1 2

Sơ đồ 1 2: Quy trình công nghệ Đạt

Đạt

Đạt

Hồ thừa

Sàng rung, khử từ

Đổ rót

Sấy Phun men Nung

Nguyên liệu men Cân

Nghiền bi

Sàng rung

Đóng gói

Kiểm tra Kiểm tra

Kiểm tra

Thành phẩm

Kiểm tra Khuấy ổn định

Trộn men Khuấy ổn định, khử từ

1.3.2 Thuyết minh quy trình

Nguyên liệu cho xương sứ vệ sinh bao gồm: đất sét, cao lanh, tràng thạch, mộc hỏng, samốt, thủy tinh lỏng Các nguyên liệu được trữ chất thành đống trong kho chứa và trong các thùng chứa Nguyên liệu được nhân viên kĩ thuật kiểm tra độ ẩm 2 lần trong một ngày Dựa vào thành phần hóa và độ ẩm tính đơn phối liệu sau đó cân các nguyên liệu theo đơn phối liệu cho vào máy nghiền bi thêm lượng nước đã tính toán vào và vận hành máy nghiền Trong thời gian nghiền thường xuyên kiểm tra các thông số của hồ như sót sàng, tỷ trọng, độ nhớt

 Độ nhớt: dùng nhớt kế Gallenkamp, xoay quả đo của của nhớt kế theo chiều kim đồng

360o và chốt lại, nhúng ngập quả đo vào hồ và mở chốt, kim xoay gắn với quả đo sẽ xoay trả về vị trí ban đầu và theo quán tính nó tiếp tục xoay thêm vòng thứ 2 giá trị

độ nhớt sẽ là giá trị độ tối đa mà vòng thứ 2 kim đạt được

Bảng 1 8 : Thông số hồ ra máy nghiền

bể khuấy ổn định

Lưu ý khi bơm hồ vào khuôn phải bơm từ dưới lên để sản phẩm đồng đều kích thước ở các vị trí khác nhau, tránh bọt khí Thời gian từ lúc bơm hồ vào đến lúc tháo ra là 2h-2h15’

Sau khi tháo hồ, đợi mộc tách khuôn mới tháo khuôn Khi tháo, thao tác cẩn thận, tránh làm biến dạng sản phẩm

Tiến hành cạo gọt phần thừa trên sản phẩm rồi lau nước

Sau khi lau nước sẽ phủ vải lên mộc để tránh thoát nước quá nhanh làm nứt, đặc biệt khi thời tiết nóng Mộc phải để khô tự nhiên khoảng 2 ngày mới mang đi sấy trong lò sấy sau đó sấy trong phòng sấy ở 90oC trong 7 giờ

Bước tiếp theo là phun men, mộc được làm sạch bề mặt mài nhẵn xịt bụi rửa nước, hồ men chuyển đến được công phun bằng máy bơm với độ dày lớp men từ 0,8 – 1mm, sau phun men mộc được để khô chuẩn bị cho quá trình tiếp theo

Hình 1 4: Phun men Hình 1 3: Khu vực tạo hình đổ rót

Quá trình nung, mộc đã phủ men được sắp xếp hợp lý trên xe goòng, xe goòng di chuyển vào lò nung với từng đoạn nhiệt độ đã tính trước Nhiệt độ đoạn cao nhất trong lò là

1215oC, chu kỳ nung kéo dài 19 giờ

Sau khi ra khỏi lò nung kiểm tra lại sản phẩm, loại bỏ sản phẩm bị lỗi, nứt, vỡ làm samốt sản phẩm đạt yêu cầu được chuyển đến khu đóng gói và xuất bán

Quy trình sản xuất hồ men:

Nguyên liệu cho men là frit và cách thành phần phụ gia khác để men có tính chất theo yêu cầu bao gồm màu sắc, độ đục, độ bóng, độ chảy của men

Dựa vào yêu cầu tính chất men tính được đơn phối liệu cho men, sau đó tiến hành cân lường nguyên liệu theo đơn phối liệu và nhập liệu vào máy nghiền men, kiểm tra các thông số của hồ men trong quá trình nghiền, khi đạt các thông số trong bảng 1 9, men được cho ra máy qua sàng rung 120 mesh vào thùng khuấy ổn định và khử từ tuần hoàn trong 2 ngày

Bảng 1 9: Thông số men ra máy nghiền STT Thông số kỹ thuật Tiêu chuẩn

dính của men lên mộc, keo CMC được pha từ bột CMC với nước theo tỉ lệ thích hợp sau khi trộn men ta được hồ men cấp cho quá trình phun Men được đưa tới phòng phun men trong các thùng chứa, lượng thừa từ quá trình phun được thu hồi và trộn với men mới ở bước trộn men Thời gian từ lúc trộn men đến khi men được phun không quá 3 giờ

Quá trình làm khuôn

 Bộ phận thiết kế đưa ra bản vẽ mẫu mã sản phẩm mới

 Phân xưởng khuôn căn cứ vào bản vẽ tạo ra mẫu bằng cách gọt, đục từng chi tiết từ khối thạch cao

 Lắp các chi tiết lại với nhau và dán chặt tạo mẫu hoàn chỉnh

 Khuấy thạch cao sản xuất khuôn con với nước theo tỉ lệ thạch cao: nước = 1,45:1 rồi

đổ khuôn mẫu sản xuất trong thực tế So sánh, đánh giá sau đó hoàn chỉnh khuôn mẫu cho phù hợp

 Khuấy thạch cao sản xuất khuôn mẹ với nước theo tỉ lệ thạch cao: nước = 3:1 Quét lớp dầu bôi trơn lên khuôn mẫu, rồi đổ thạch cao đã khuấy vào khuôn mẫu tạo khuôn

mẹ Thạch cao vàng cứng, chịu lực tốt, tuổi thọ cao và ít hút nước hơn thạch cao trắng

 Đổ nhựa, cát và chất kết dính từ khuôn mẫu tạo thành khuôn cứng, khuôn nhựa này dùng làm phần bên trong bộ khuôn mẹ, tạo bề mặt nhẵn cho khuôn con

 Lắp khuôn thạch cao vàng và khuôn nhựa thành bộ khuôn mẹ Quét dầu bôi trơn vào khuôn mẹ Khuấy thạch cao trắng với nước theo tỉ lệ thạch cao:nước = 1,45:1 sau đó

đổ vào bộ khuôn mẹ để tạo khuôn con

CHƯƠNG 2: PHỐI LIỆU, CÂN BẰNG VẬT CHẤT

2.1 Tính toán phối liệu

2.1.1 Tính toán phối liệu xương sứ vệ sinh

2.1.1.1 Xác định tỉ lệ phối liệu cho xương

Nguyên liệu chính bao gồm đất sét cao lanh tràng thạch, cát, thủy tinh lỏng, hàm lượng thủy tinh lỏng chiếm 0,6% phối liệu hồ

Bảng 2 1: Thành phần hóa thành phần phối liệu xương Thành phần SiO2 Fe2O3 Al2O3 Na2O K2O CaO MgO TiO2 MKN Đất sét 63,05 1,41 22,66 0,19 2,16 0,19 0,53 0,59 9,21 Cát 99,54 0,05 0,12 0,02 0,04 0,03 0,01 0,02 0,17 Tràng thạch 66,19 0,07 18,46 3,09 11,70 0,09 0,03 0,05 0,31 Cao lanh 48,85 1,42 37,23 0 0 0 0 0,1 12,39

Na2SiO3 49,18 0 0 50,52 0 0 0 0 0 Thành phần hóa của xương được thể hiện trong bảng:

Bảng 2 2: Thành phần hóa yêu cầu của xương Thành

phần SiO2 Fe2O3 Al2O3 Na2O K2O CaO MgO TiO2 MKN Hàm lượng

(%) 67,65 0,5 19,95 1,87 4,57 0,61 0,71 0,48 3,66 Đặt x, y, z, t lần lượt là tỉ lệ phối liệu của đất sét, cát, tràng thạch, cao lanh Chọn thành phần oxit có làm lượng cao cũng là các oxit cấu tạo nên thành phần khoáng chủ yếu của xương để tính phối liệu là: SiO2, Al2O3, K2O

Ta có hệ phương trình 4 ẩn:

x+y+z+t = 1-0,00663,05x+99,54y+66,19z+48,85t = 67,65-0,006×49,18

22,66x+0,12y+18,46z+37,23t = 19,952,16x+0,04y+11,7z = 4,57

2.1.1.2 Tính nhiệt độ nung

Thành phần phối liệu trước và sau khi nung được thể hiện trong bên bảng dưới:

Bảng 2 3: Thành phần hóa phối liệu trước khi nung Thành phần SiO2 Fe2O3 Al2O3 Na2O K2O CaO MgO TiO2 MKN Hàm lượng

(%) 67,65 0,725 19,95 1,398 4,572 0,093 0,172 0,22 5,22 Thành phần phối liệu sau khi nung:

Bảng 2 4: Thành phần hóa phối liệu sau khi nung Thành phần SiO2 Fe2O3 Al2O3 Na2O K2O CaO MgO TiO2

Hàm lượng

(%) 71,38 0,76 21,05 1,48 4,82 0,10 0,18 0,23

 Nhiệt độ nóng chảy của xương [7]:

Tnc = 360+Al2O0,2283-(R2O+RO) Trong đó:

R2O, RO là các oxit hóa trị I và II trong xương

Al2O3, R2O, RO là thành phần phần trăm khối lượng của các oxit trong thành phần hóa của xương đã nung

Vậy:

Tnc = 360+21,05-(1,48+4,82+0,1+0,18)

 Tnc =1642,41 oC

 Tính nhiệt độ nóng chảy theo cách tra côn chịu lửa Seger [7]:

số côn = 113+Al24,48O3-R2O-RO=113+21,05-1,48-4,82-0,1-0,184,48 = 28,45 Tra với số côn = 28,62 trên bảng trị số côn trên giảng đồ Zapp [7]

Bảng 2 5: Nhiệt độ chịu lửa theo các chỉ số trên giản đồ Zapp

2.1.2 Tính toán phối liệu cho men

2.1.2.1 Xác định tỉ lệ phối liệu cho men

Sản xuất sứ vệ sinh có màu men trắng đục Phối liệu cho men gồm frit, ZrSiO4, CaCO3, cao lanh Thành phần hóa yêu cầu của men quy định trong bảng 2 6

Bảng 2 6: Thành phần hóa yêu cầu của men

Thành phần hóa phối liệu cho trong bảng 2 7

Bảng 2 7: Thành phần hóa thành phần phối liệu men

Đặt x, y, z, t lần lượt là tỉ lệ thành phần của frit, ZrSiO4, CaCO3, cao lanh trong phối liệu Chọn thành phần oxit có làm lượng cao là thành phần chính men để tính phối liệu là: SiO2, CaO, ZrO2

Ta có hệ phương trình 4 ẩn:

63x+32,78y+0,031z+48,85t = 50,83

12x+55,785z = 12,7867,22y = 10,22x+y+z+t = 1

frit: 63,3% ZrSiO4: 15,2% CaCO3: 9,3% cao lanh: 12,2%

2.1.2.2 Tính nhiệt độ chảy của men

Thành phần hóa của men trước nung cho trong bảng 2 8

Bảng 2 8: Thành phần hóa men trước và sau khi nung Oxit Hàm lượng trước nung Hàm lượng sau nung

a1, a2, …, an: hằng số nóng chảy của các oxyt dể chảy

n1, n2, …, nn: hàm lượng của các oxyt dể chảy

b1, b2, …, bn: hằng số nóng chảy của các oxyt khó chảy

m1, m2, …, mn: hàm lượng của các oxyt khó chảy

Bảng 2 9: Hằng số nóng chảy của các oxyt dể chảy Oxyt Fe2O3 Na2O K2O CaO MgO ZnO B2O3

xi: hàm lượng oxyt trong phối liệu, (%)

i: hệ số dãn nở nhiệt của oxyt tra trong bảng 2.12, (K-1)

Bảng 2 12: Hệ số dãn nở nhiệt Oxit Hàm lượng (%)

trong xương

Hàm lượng (%) trong men

Hệ số dãn nở nhiệt (10-6K-1) [8]

Giả sử số ngày nghỉ trong năm là 78

 Số ngày xưởng sản xuất trong năm:

N = 365 – 78 = 287 ngày Nhà máy hoạt động 287 ngày trong 1 năm với năng suất 400.000 sản phẩm /năm Trung bình mỗi sản phẩm nặng 30 kg, trong đó 5% là khối lượng của men còn lại là khối lượng của xương

Năng suất nhà máy 400.000 sản phẩm/năm tương đương 12.000 tấn sản phẩm/năm

Khối lượng xương bằng 95% khối lượng sản phẩm tương đương 11.400 tấn/năm Khối lượng men bằng 5% khối lượng sản phẩm tương đương 600 tấn/năm

2.2.1 Cân bằng vật chất cho xương

 Các giai đoạn chính trong dây chuyền sản xuất:

Bảng 2 13: Tỷ lệ biến đổi nguyên liệu xương trong các khâu sản xuất

Khâu sản xuất Tỷ lệ hao hụt (%) Độ ẩm (%) Tỷ lệ thu hồi

Độ ẩm (%) MKN (%) Khối lượng nguyên liệu ẩm (tấn/năm)

0,94 =12127,66 0,6 5,22

12127,660,994×0,9478 = 12872,76 Tráng

men 0,5 12127,660,995 =12188,6 0,6 5,22 0,994×0,947812188,6 = 12937,5 Sấy

hầm 5 12188,60,95 =12830,1 5 5,22 0,95×0,947812830,1 = 14249,2 Sấy

môi

trường 2

12830,10,98 =13091,94 15 5,22

13091,940,85×0,9478 = 16250,6 Tạo

hình 5 13091,940,95 =13781 28 5,22 0,72×0,947813781 = 20194,4 Nghiền

bi 0,1 137810,99 =13920,2 32 5,22 0,68×0,947813920,2 =21598,3