Đồ án công nghệ gốm xây dựng phân xưởng gia công và tạo hình gạch lát mặt ngoài theo phương pháp dẻo có lớp trang trí công suất 20 triệu viên năm

Ch­¬ng I Giíi thiÖu s¶n phÈm I C¸c yªu cÇu chØ tiªu ,tÝnh chÊt, vµ ®Æc tÝnh kü thuËt cña s¶n phÈm. 1.C¸c yªu cÇu chung cña s¶n phÈm. Yªu cÇu chung ®èi víi lo¹i s¶n phÈm dïng cho mÆt ngoµi c«ng tr×nh(x©y hay èp) lµ: Kh«ng thÊm n­íc, ®é hót n­íc kh«ng ®¸ng kÓ, chÞu löa, ®¹t ®­îc ®é bÒn yªu cÇu, mÇu ®á hay hång( hoÆc c¸c lo¹i mµu kh¸c), kh«ng thay ®æi d­íi ¶nh h­ëng l©u dµi cña ®iÒu kiÖn khÝ hËu, kÝch th­íc chÝnh x¸c, cã kh¶ n¨ng lµm s¹ch khái bôi bÈn,nÊm mèc. Cã tuæi thä cao, cã tÝnh chÊt mü thuËt cao so víi c¸c d¹ng s¶n phÈm kh¸c. S¶n phÈm g¹ch l¸t mÆt ngoµi lµ lo¹i s¶n phÈm cã c­êng ®é c¬ häc cao, cã ®é cøng ®é mµi mßn thÊp. Thuéc nhãm kiÕn tróc x©y dùng. 2. C¸c chØ tiªu cña s¶n phÈm. Víi môc ®Ých vöa lµm vËt liÖu x©y t­êng chÞu lùc võa trang trÝ cho mÆt ngoµi c«ng tr×nh th× g¹ch l¸t mÆt ngoµi cã mét sè chØ tiªu sau: S¶n phÈm ph¶i cã h×nh d¸ng yªu cÇu, cã gãc c¹nh vµ giíi h¹n bÒ mÆt râ rµng døt kho¸t. Kh«ng cã vÕt lâm, khuyÕt tËt vµ nøt. Nh÷ng s¶n phÈm lo¹i th¼ng cÇn ph¶i cã hai bÒ mÆt liÒn kÒ nhau: mÆt ngang vµ mÆt ®øng lµ nh÷ng mÆt chÝnh h­íng ra ngoµi, ë nh÷ng s¶n phÈm dÞ h×nh nh÷ng mÆt chÝnh h­íng ra ngoµi ph¶i cã nh÷ng mÆt ®Þnh h×nh (t¹o d¸ng) vµ c¸c mÆt trªn vµ d­íi kÒ liÒn víi nã ph¶i trong kho¶ng 13 chiÒu dµi. Sù sai kh¸c cho phÐp lín nhÊt cña s¶n phÈm lo¹i ph¼ng theo chiÒu dµi ±4mm, theo chiÒu réng vµ chiÒu cao ±3mm.VÒ h×nh d¹ng vµ kÝch th­íc : S¶n phÈm th­êng cã kÝch th­íc 250 x 120 x 65 mm; 250 x 120 x 140 mm; 220 x 105 x 60 mm. H×nh d¸ng g¹ch l¸t mÆt nh½n th¼ng ®Ó x©y dùng t­êng ph¼ng, mµu s¾c ph¶i ®ång nhÊt.Yªu cÇu m¸c ph¶i t­¬ng ®­¬ng víi m¸c g¹ch x©y. §é hót n­íc thÊp h¬n nhiÒu so víi g¹ch x©y ( Hp< 12%). Mµu s¾c phô thuéc vµo yªu cÇu trang trÝ, ng­êi ta sö dông nguyªn liÖu kho¸ng, sö dông c¸c oxÝt t¹o mµu. §Ó thuËn lîi cho tiªu thô s¶n phÈm trªn thÞ tr­êng ta chän kÝch th­íc nh­ viªn g¹ch chuÈn: 220 x 105 x 60mm. V× lÝ do s¶n phÈm lo¹i nµy kh«ng chØ dïng víi môc ®Ých trang trÝ mÆt ngoµi c«ng tr×nh mµ cßn lµ s¶n phÈm x©y dùng víi nhiÒu môc ®Ých kh¸c nhau. BÒ mÆt ngoµi cña s¶n phÈm víi yªu cÇu sau khi nung ph¶i cã mµu s¾c ®ång ®Òu: ®á , hång, x¸m ®Ó trang trÝ. §Ó tao ®­îc sù ®ång nhÊt ta chän c¸ch phñ líp mµu trang trÝ b»ng c¸ch tr¸ng men sµnh theo ph­¬ng ph¸p phun sau khi t¹o h×nh s¶n phÈm. 3. §Æc ®iÓm cña s¶n phÈm S¶n phÈm ®­îc chÕ t¹o tõ ®Êt sÐt tù nhiªn dÔ ch¶y, cã hoÆc kh«ng cã phô gia, ®­îc t¹o h×nh b»ng ph­¬ng ph¸p dÎo hay b¸n kh«. NÕu mµu tù nhiªn cña s¶n phÈm kh«ng thÓ sö dông ®Ó trang trÝ th× trong s¶n xuÊt ng­êi ta dïng c¸c phô gia kh¸c nhau ®Ó t¹o mµu toµn bé x­¬ng s¶n phÈm. Phñ lªn c¸c mÆt ngang vµ mÆt c¹nh däc cña g¹ch mét líp máng men,men sµnh hoÆc cã thÓ kh¾c ch¹m vµo bÒ mÆt. T¹o v©n hoa cho s¶n phÈm b»ng c¸c trôc l¨n, b»ng c¸ch phun v÷a vµ c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c phæ biÕn. Trong ®Ò tµi nµy s¶n phÈm lµ g¹ch th¼ng, ®­îc t¹o h×nh b»ng ph­¬ng ph¸p dÎo vµ sau khi t¹o h×nh sÏ phun líp men sµnh ®Ó cã ®­îc mµu s¾c ®ång ®Òu vµ phï hîp víi môc ®Ých trang trÝ . 4.TÝnh chÊt vµ c¸c th«ng sè kü thuËt cña s¶n phÈm G¹ch cã b»ng viªn g¹ch tiªu chuÈn 220 x 105 x 60 mm Mµu s¾c ph¶i ®ång ®Òu phï hîp víi môc tiªu chuÈn ®Þnh. §é hót c­íc kh«ng nhá h¬n 6% ®èi víi ®Êt sÐt tr¾ng vµ lín h¬n 12% ®èi víi c¸c lo¹i s¶n phÈm tõ ®Êt sÐt kh¸c lµ 14%. ThÓ tÝch s¶n phÈm :V=1386cm3; Khèi l­îng thÓ tÝch s¶n phÈm lµ = 1,9 gcm3 Khèi l­îng s¶n phÈm G=2633,4(g) Khèi l­îng riªng 2,62,7gcm3; Giíi h¹n bÒn uèn cña s¶n phÈm lµ 1,8 4,0 MPa ; §é chÞu löa cña s¶n phÈm cã thÓ ®¹t ®Õn 13500C 5. Ph¹m vi øng dông G¹ch l¸t mÆt ®­îc sö dông cho mÆt ngoµi cña c«ng tr×ng hay toµ nhµ .Cã c«ng dông b¶o vÖ c¸c kÕt cÊu khái bÞ t¸c dông cña m«i tr­êng vµ t¹o d¸ng kiÕn tróc . Nã ®­îc chia lµm hai nhãm : Nhãm kiÕn tróc x©y dùng vµ nhãm kiÕn tróc mü thuËt . + Nhãm kiÕn tróc x©y dùng: S¶n phÊm l¸t lµ s¶n phÈm cã c­êng ®é c¬ häc cao, cã ®é cøng, ®é mµi mßn thÊp. S¶n phÈm èp l¸t lµ s¶n phÈm cã c­êng ®é c¬ häc thÊp, chñ yÕu b¶o vÖ cho c«ng tr×nh vµ trang trÝ. G¹ch èp l¸t cã tÝnh chÊt trang trÝ, c¸ch nhiÖt cho ch­¬ng tr×nh. ë ®©y ta chän g¹ch l¸t mÆt nã cã c«ng dông võa lµm vËt lliÖu chÞu lùc võa mang l¹i tÝnh kiÕn tróc thÈm mü cho c«ng tr×nh. Ng­êi ta tÝnh r»ng trªn 1m2 vËt liÖu èp l¸t mÆt. ViÖc lùa chän chóng ®Õn vËt liÖu èp l¸t mÆt vµ më réng s¶n xuÊt chóng ®· trë thµnh nhu cÇu thùc tÕ. ViÖc sö dông g¹ch 2 líp ®Ó trang trÝ so víi viÖc tr¸t v÷a lµm gi¶m gi¸ thµnh 1m2 t­êng ®Õn 15%. §ång thêi gi¶m chi phÝ lao ®éng vµ chi phi sö dông. Ch­¬ng II Nguyªn liÖu s¶n xuÊt I C¸c nguyªn liÖu sö dông ®Ó s¶n xuÊt. 1. C¸c nguyªn liÖu vµ yªu cÇu. Nguyªn liÖu ®Ó s¶n xuÊt g¹ch èp l¸t mÆt lµ ®Êt sÐt tù nhiªn dÔ ch¸y cã hoÆc kh«ng cã phô gia, t¹o h×nh sau ®ã sÊy sµ nung. VÒ c«ng ngÖ s¶n xuÊt g¹ch l¸t mÆt t­¬ng tù c«ng ngÖ s¶n xuÊt g¹ch x©y dùng xong vÒ phÇn nguyªn liÖu cã nh÷ng yªu cÇu sau: CÇn ®­îc gia c«ng kü h¬n. Kh«ng chøa c¸c t¹p chÊt ®Æc biÖt lµ t¹p chÊt cacbonnic vµ t¹p chÊt mµu, c¸c muèi hoµ tan. NhiÖt ®é nãng ch¶y nhá h¬n 1350oc(®Êt sÐt dÔ ch¶y) VÒ ®Æc ®iÓm thµnh phÇn ho¸, thµnh phÇn h¹t dao ®éng trong kho¶ng réng. Hµm l­îng c¸t trong ®Êt sÐt cã thÓ ®¹t tíi 50% l­îng vËt chÊt sÐt chiÕm tõ 530% cã khi cao h¬n. Thµnh phÇn h¹t cã d 2mm. T¹p chÊt c¸t, sái s¹n lµm gi¶m ®é dÎo vµ lµm xÊu ®i tÝnh chÊt cña ®Êt sÐt, g©y nøt cña s¶n phÈm. Tr­íc khi dïng ph¶i x¸c ®Þnh ®é dÎo vµ tÝnh chÊt nung cña nã .TrÞ sè dÎo cña nguyªn liÖu ®Êt sÐt >10. Khi ®Êt sÐt cã ®é dÎo cao ng­êi ta ph¶i sö dông phô gia gÇy(®Êt sÐt mÊt n­íc, phô gia gÇy, m¶nh vì s¶n phÈm, sa mèt…). Víi hµm l­îng 10 – 15% ®Ó ®¹t ®Êt sÐt cã ®é dÎo yªu cÇu. T¹p chÊt CaCO3, MgCO3 v× khi nung t¹o nªn CaO, Mg, CO2 lµm cho s¶n phÈm xèp c­êng ®é gi¶m. §Æc biÖt hµm l­îng CaCO3, MgCO3, lín h¹t to th× sau khi nung cÊu tróc s¶n phÈm bÞ ph¸ ho¹i(®Ó l¹i lç rçng). V× vËy khèng chÕ l­îng CaCO3, MgCO3 cã cì h¹t >0,51mm th× 3mm dÔ lµm háng m¸y nhµo trén. §Êt sÐt sau khi khai th¸c cã ®é Èm biÕn ®æi trong ph¹m vi réng tuú thuéc vµo tÝnh chÊt cña nã.§Êt sÐt hoµng thæ cã ®é Èm 612%. C¸c lo¹i ®Êt sÐt th­êng, c¸c lo¹i ®Êt sÐt vµ c¸t pha cã ®é Èm d­íi 185. Cßn c¸c lo¹i ®Êt sÐt d¹ng d¶i liªn kÕt kÐm chÆt chÏ th× ®é Èm d­íi 35%. NÕu trong nguyªn liÖu cã c¸c muèi hoµ tan Na2CO3,CaCO3 ®Ó l¹i nh÷ng vÕt b¹c mµu trªn s¶n phÈm th× ph¶i t×m c¸ch trung hoµ chóng. Phô gia: Sè l­îng phô gia ®­a vµo ®­îc x¸c ®Þnh phô thuéc vµo khèi l­îng cña nguyªn liÖu ban ®Çu. Nh÷ng s¶n phÈm l¸t mÆt x­¬ng cã mµu ®­îc s¶n xuÊt tõ c¸c lo¹i ®Êt sÐt mµ sau khi nung chóng t¹o ®­îc x­¬ng cã mµu b»ng c¸ch cho thªm c¸c kho¸ng t¹o mµu vµ phèi liÖu ®Êt sÐt cã mµu s¸ng khi nung. C¸c kho¸ng vËt t¹o mµu nh­ mµu ®á oxits s¾t, mµu n©u lµ c¸t quÆng mangan.Mµu x¸m c¸c lo¹i quÆng Cr«mÝt. C¸c chÊt t¹o mµu gèc kho¸ng vËt ®­îc chuÈn bÞ b»ng ph­¬ng ph¸p hå. 2. Thµnh phÇn ho¸ häc cña ®Êt sÐt Lµ mét ®Æc tr­ng quan träng cña ®Êt sÐt, trong mét møc ®é lín nã x¸c ®Þnh ph¹m vi sö dông thÝch hîp cña c¸c lo¹i ®Êt sÐt. Ph¹m vi sö dông thÝch hîp cña ®Êt sÐt ®Ó s¶n xuÊt lo¹i s¶n phÈm nµy hay s¶n phÈm kh¸c ®­îc ®¸nh gi¸ vµ biÓu thÞ ë mçi phÇn trong biÓu ®å Avgustinhik. Thµnh phÇn ho¸ cña ®Êt sÐt s¶n xuÊt g¹ch t­êng bao gåm c¸c lo¹i oxit: SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Fe2O3, Na2O, K2O… Oxit silic (SiO2): cã mÆt trong ®Êt sÐt d­íi d¹ng liªn kÕt (trong thµnh phÇn cña c¸c lo¹i kho¸ng h×nh thµnh nªn ®Êt sÐt) vµ ë d¹ng tù do (c¸t qu¾c). Hµm l­îng lín oxit silic tù do cho thÊy trong nguyªn liÖu sÐt cã chøa mét l­îng lín c¸t, lµm t¨ng ®é xèp cña x­¬ng vµ lµm gi¶m ®é bÒ c¬ häc cña s¶n phÈm, v× vËy nã kh«ng cã lîi cho viÖc s¶n xuÊt c¸c cÊu kiÖn cã h×nh d¹ng phøc t¹p. Hµm l­îng chung cña oxit silic trong ®Êt sÐt kho¶ng 5565%, trong ®Êt c¸t pha ®¹t 8085%.. Oxit nh«m (Al2O3): Tån tai trong ®Êt sÐt d­íi d¹ng liªn kÕt (tham gia trong thµnh phÇn cña c¸c kho¸ng h×nh thµnh ®Êt sÐt vµ t¹p chÊt mica). Nã lµ oxit khã nãng ch¶y nhÊt. Nh÷ng lo¹i ®Êt sÐt cã hµm l­îng oxit nh«m cao ®ßi hái cÇn ph¶i cã nhiÖt ®é nung cao h¬n, khi nµy kho¶ng nhiÖt ®é b¾t ®Çu kÕt khèi vµ nhiÖt ®é nãng ch¶y cã gi¸ trÞ lín ®¸ng kÓ, lµm qu¸ tr×nh nung s¶n phÈm dÔ dµng, bëi v× nã lµm gi¶m kh¶ n¨ng biÕn d¹ng cña s¶n phÈm. Khi hµm l­îng oxit nh«m thÊp, c­êng ®é s¶n phÈm sÏ gi¶m. Hµm l­îng oxit nh«m trong s¶n xuÊt g¹ch l¸t mÆt th­êngdao ®éng trong kho¶ng tõ 1020%. Oxit canxi (CaO): c¸c sunfat (CaSO4) tham gia vµo trong thµnh phÇn cña c¸c vËt liÖu sÐt d­íi d¹ng ®¸ v«i (CaCO3) ®¸ §«l«mÝt Ca.Mg(CO3)2, vµ c¸c kho¸ng kh¸c. Khi ë tr¹ngth¸i ph©n t¸n mÞn vµ ph©n bè ®ång ®Òu trong ®Êt sÐt, oxit canxi lµm gi¶m kh¶ n¨ng liªn kÕt vµ h¹ thÊp nhiÖt ®é nãng ch¶y cña ®Êt sÐt. Khi nung ë nhiªt ®é cao oxit canxi ph¶n øng víi c¸c oxit nh«m vµ oxit silic, h×nh thµnh chÊt nãng ch¶y ¬tecti ë d¹ng thuû tinh alum« silic¸t canxi, lµm gi¶m nhiÖt ®é nãng ch¶y ®ét ngét cña ®Êt sÐt. Oxit canxi lµm kho¶ng nãng ch¶y cña ®Êt Ðt bÞ thu hÑp g©y khã kh¨n cho qu¸ tr×nh nung s¶n phÈm do kh¶ n¨ng cã thÓ bÞ biÕn d¹ng. Khi hµm l­îng CaCO3 trong ®Êt sÐt ko¶ng 10%, ®Êt sÐt cã kho¶ng kÕt khèi lµ 30  40oC. Kho¶ng nãng ch¶y cña ®Êt sÐt trong nh­ng tr­êng hîp nh­ vËy cã thÓ më réng h¬n b»ng c¸ch cho thªm c¸t th¹ch anh vµo. Khi nhiÖt ®é nung cña s¶n phÈm d­íi 1000OC, t¸c dông cña ®¸ v«i ®­îc thÓ hiÖn chñ yÕu ë sù thay ®æi ®é bÒn, ®é xèp cña s¶n phÈm vµ Ýt khi thÓ hiÖn nh­ lµ mét chÊt trî dung. Do sù ph©n ly h×nh thµnh khÝ cacbonic mµ ®é xèp cña x­¬ng s¶n phÈm t¨ng lªn, ®«ng thêi ®é bÒn gi¶m xuèng. Hµm l­îng ®¸ng kÓ cña oxit canxi lµm cho s¶n phÈm t­¬i mµu h¬n (mµu vµng, mµu kem) ngay c¶ khi cã mÆt oxit s¾t. §Êt sÐt cã chøa nhiÒu t¹p chÊt ®¸ v«i d­íi d¹ng kÕt h¹t cÇn ph¶i ®­îc nghiÒn mÞn (kÝch th­íc h¹t cÇn ph¶i nhá h¬n 0.6mm). Oxit manhª (MgO): Còng lµ chÊt trî dung m¹nh cã t¸c dung t­¬ng tù nh­ CaO, chØ cã ¶nh h­ëng Ýt h¬n ®Õn kho¶ng kÕt khèi cña ®Êt sÐt. C¸c oxit kim lo¹i kiÒm (Na2O, K2O): ®Òu lµ nh÷ng chÊt trî dung, chóng cã kh¶ n¨ng lµm t¨ng ®é co ngãt, lµm gi¶m nhiÖt ®é t¹o pha láng nãng ch¶y, lµm ®Æc ch¾c x­¬ng s¶n phÈm vµ lµm t¨ng ®é bÒn cña nã. C¸c oxit kim lo¹i kiÒm nµy tham gia trong thµnh phÇn cña mét sè kho¸ng t¹o thµnh ®Êt sÐt, nh­ng trong ®a sè c¸c tr­êng hîp chóng cã mÆt trong t¹p chÊt ë d¹ng muèi hoµ tan vµ c¸t fenspat. Sù cã mÆt trong nguyªn liÖu sÐt muèi hoµ tan (®Ðn 1.5%) sunfat vµ c¸c muèi clorua natri, manhª, canxi, s¾t sÏ g©y ra sù b¹c mµu (c¸c vÕt tr¾ng) trªn bÒ mÆt cña s¶n phÈm, ®iÒu ®ã kh«ng nh÷ng lµm háng h×nh d¸ng bªn ngoµi mµ cßn ph¸ huû líp bÒ m¹t cña s¶n phÈm. C¸c oxit s¾t: ): Th­êng g¨p trong ®Êt sÐt d¹ng t¹p chÊt oxit nh­ HematÝt, Hydr«xit.. c¸c t¹p chÊt oxit thÊp (xi®ªrit, pyrit), c¸c t¹p chÊt hçn t¹p (Mandehit, glinconÝt,…) . Nh÷ng hîp chÊt nµy lµ nh÷ng chÊt trî dung m¹nh, chóng cã kh¶ n¨ng lµm gi¶m kho¶ng nhiÖt ®é kÕt khèi cña ®Êt sÐt, lµm gi¶m kho¶ng nhiÖt ®é nãng ch¶y cña ®Êt sÐt (trõ c¸c fªr«silicat). B»ng c¸ch thay ®æi m«i tr­êng lß tõ oxit ho¸ ®Õn m«i tr­êng khö (ë giai ®o¹n cuèi cña qu¸ tr×nh nung) ng­êi ta cã thÓ nhËn thÊy t¸c dông lín cña c¸c hîp chÊt s¾t nh­ lµ nh÷ng chÊt trî dung. C¸c hîp chÊt nµy lµm cho s¶n phÈm sau khi nung cã mµu tõ kem nh¹t ®Õn ®á thÉm, tuú theo hµm l­îng cña chóng trong ®Êt sÐt. C¸c sunfua chñ yÕu th­êng gÆp trong ®Êt sÐt trong ®Êt sÐt dÔ ch¶y chñ yÕu lµ pyrit (FeS). Oxit TiTan TiO2: tham gia vµo thµnh phÇn cña ®Êt sÐt ë d¹ng t¹p chÊt. Hµm l­îng