CHƯƠNG 6 CÔNG NGHỆ SX gốm THÔ

GIA CÔNG PHỐI LIỆU MỤC ĐÍCH Nâng cao độ đồng nhất và độ dẻo cho phối liệu giúp quá trình tạo hình được tốt hơn, đạt năng suất cao hơn, phế phẩm ít.. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG PHỐI LIỆU Gi

I Đặc tính kỹ thuật sản phẩm

II Nguyên liệu sản xuất

III Dây chuyền công nghệ sản xuất

IV Gia công phối liệu và Tạo hình

V Sấy và Nung

CHƯƠNG 6 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH NGÓI

I ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT SẢN PHẨM

I.1 Đặc tính kỹ thuật của gạch xây

Gạch 4 lỡ

Loại lượng/viên Trọng

(kg/m 3 )

Độ hút nước (%)

Dài (mm) Rộng (mm) (mm) Cao viên/m Số 2

Gạch 2 lỡ

Loại lượng/viên Trọng

(kg/m 3 )

Độ hút nước (%)

Dài (mm) Rộng (mm) (mm) Cao viên/m Số 2

Yêu cầu kỹ thuật của gạch xây

- Độ cong mặt đáy: ≤ 4mm

- Mặt bên hông: ≤ 5mm

• Trên mặt gạch không được quá 5 đường nứt

- Độ dài đường nứt: ≤ 15mm

- Độ sâu đường nứt: ≤ 1mm

• Trên mặt bên gạch không được quá 3 đường nứt

- Độ dài đường nứt: ≤ 10mm

- Độ sâu đường nứt: ≤ 1mm

• Tiếng gõ phải trong, thanh, không rè.

• Khối lượng riêng: 2,5 – 2,7 (g/cm3)

I 2 Đặc tính kỹ thuật của ngói

Loại (kg/m γ o 3 )

Độ hút nước (%)

Dài (mm) Rộng (mm) (mm) Cao viên/m Số 2

1

1800

÷ 2000

< 10

340 205 10 22

NGÓI ĐẤT SÉT NUNG

Yêu cầu kỹ thuật của ngói

• Thời gian xuyên nước: trong vòng 3 giờ nước

không được thấm qua

• Lực uốn gãy: >= 70kgf (khoảng cách gối tựa: 330mm)

• Khối lượng riêng: 2,5 – 2,7 (g/cm3)

II NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT

II.1 Nguyên liệu:

Đất sét dễ chảy có thành phần hóa học (%)

• Nhiệt độ nung: 950 – 1050 0 C

• Là loại đa khóang có nguồn gốc thứ sinh.

Bảng phân loại đất sét làm gốm thô

Tính chất Loại A Loại B Loại C Loại D

Hàm lượng các

-• A- nguyên liệu thích hợp cho gạch đặc và

có lỗ

• B- gạch rỗng và gạch có lỗ kích thước lớn

• C- gạch thành mỏng

• D- ngói và sản phẩm ốp trang trí (gạch

cotto)

II.2 Phụ gia:

• Mục đích:

- Cải thiện điều kiện nung: tro, xỉ, than,…

- Cải thiện tính chất sấy: samôt, đất sét nung

• Đối với sản phẩm gạch xây thường dùng phụ gia mùn cƣa, than đá nghiền mịn, tro,

xỉ…Hàm lượng: (10 – 30)%

• Thành phần cỡ hạt tối ưu của phụ gia cháy:

- Cỡ hạt < 1mm: 40%

- Cỡ hạt (1 – 2)mm: 30%

- Cỡ hạt (2 – 3)mm: < 30%

• Samôt, phế phẩm nghiền mịn, cát: sàng

qua sàng có lỗ là 3mm

III DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

Đất sét Bãi chứa

Phụ gia (gầy, cháy)

Kho chứa Tiếp liệu thùng

Máy Nghiền xa luân

Kho chứa

Nước

Ô tô

Xe ủi Băng tải Băng tải

Băng tải

Băng tải

Máy Cán 2 trục thô

Máy Cán 2 trục mịn

Máy nhào trộn 2 trục Hơi nước nóng

Máy cắt gạch Gạch xây

Viên gallet Ủ viên gallet Sấy

Nung Kiểm tra, đóng kiện Kho thành phẩm

Máy ép ngói

Các bước cơ bản của DÂY CHUYỀN SẢN

XUẤT gốm thô gồm có:

• Khai thác đất sét

• Chuẩn bị phụ gia

• Gia công phối liệu: theo pp dẻo, pp bán

khô

• Tạo hình: theo pp dẻo

• Sấy

• Nung

III.1 Khai thác đất sét

• Khảo sát trữ lượng và các tính chất kỹ

• Thiết bị khai thác: máy xúc đất, máy cạp đất, gầu xúc liên hoàn.…

• Lựa chọn thiết bị phù hợp phụ thuộc vào:

- PP khai thác,

- Sự sắp xếp các tầng đất,

- Thể tích khai thác trong 1 giờ,

- Ảnh hưởng của thời tiết thay đổi

thuộc vào khoảng cách vận chyển

III.2 Lưu kho bãi

• Mục đích: đảm bảo sản xuất liên tục, giúptăng tính đồng nhất (ủ)

tháng, tưới nước và đảo thường xuyên để đất tiếp tục phong hóa, tăng tính dẻo

• Kho kín: dự trữ nguyên liệu từ 7 – 15

ngày Kết cấu kho dàn khung thép, có máiche, tường bao tránh ảnh hưởng của thờitiết

• Thiết bị vận chuyển trong kho chứa: cầntrục gầu, xe ủi, xe xúc,…

Choung 3 VL GOM XD 27

IV GIA CÔNG PHỐI LIỆU VÀ TẠO HÌNH

IV.1 GIA CÔNG PHỐI LIỆU

MỤC ĐÍCH

Nâng cao độ đồng nhất và độ dẻo cho phối liệu giúp quá trình tạo hình được tốt hơn, đạt năng suất cao hơn, phế phẩm ít.

CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG PHỐI LIỆU

Gia công tự nhiên

PP ủ PP nhiệt

Gia công cơ khí

PP dẻo PP bán khô (ít dùng)

CÁC THIẾT BỊ CƠ KHÍ SỬ DỤNG TRONG GIA CÔNG PHỐI LIỆU THEO PP DẺO

Tiếp liệu hộp (Box Feeders)

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY TIẾP LIỆU

 Thể tích hộp: 2 – 6 m 3

 Vận tốc băng: 5 – 12 mm/s

 Là thiết bị định lượng theo thể tích, độ chính xác

chuyền sản xuất gốm thô.

MÁY NGHIỀN BÁNH XE (XA LUÂN)

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY

 Năng suất : 24 – 65 m 3 /h

nguyên liệu (đất sét).

MÁY NGHIỀN TRỤC ĐỨNG (Pendular mills)

MÁY CÁN 2 TRỤC ( Roller mill )

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY CÁN HAI TRỤC

MÁY NHÀO TRỘN 2 TRỤC

(Double shaft mixers)

 Tại khâu trộn nên thêm nước hoặc cho hấp thụ hơi nước

để đạt độ ẩm tạo hình.

KHO Ủ TRUNG GIAN

 Vị trí: được bố trí trước khâu nhào trôn (máy trộn 2 trục)

 Mục đích: tiếp tục ủ đất (khoảng 24 giờ) để làm tăng độ dẻo và độ sít đặc của đất

IV.2 TẠO HÌNH

CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH

Ép dẻo: Độ ẩm tạo hình (18 – 25)%

Thiết bị tạo hình:

- Máy ép lento chân khơng: lực ép khoảng 2MPa

- Máy dập (dùng sản xuất ngói)

MỤC ĐÍCH

Tạo ra cho sản phẩm một hình dáng nhất địnhtheo yêu cầu và mục đích sử dụng, đồng thờihình thành trong sản phẩm một cường độ banđầu giúp quá trình sấy, nung đạt hiệu quả cao

MÁY ÉP LENTO CHÂN KHÔNG

(Monobloc de Arring extruders)

Cơ chế hút chân không phối liệu

Phối liệu trong khoang trộn được ép qua các lỗ của lưới, tiếp theo dao cắt quay ở

phía sau lưới sẽ cắt sợi thành từng đoạn

ngắn Quá trình hút chân không được thực hiện trong buồng chân không nằm giữa

khoang trộn và khoang ép đùn

Sợi phối liệu chứa bọt khí đi vào buồng chân không (áp suất hạ từ 100kPa xuống khoảng 25kPa) làm thể tích bọt khí to lên

và chiều dày của thành sợi phối liệu giảm

đi, sợi bị đứt và bọt khí được giải phóng

Máy cắt gạch mộc

Máy dập dùng ép ngói

Ép sản phẩm mộc lần thứ 2 nhằm tạo hình

dạng sản phẩm, tăng độ đặc chắc và tăng cường độ ban đầu giúp cải thiện đáng kể các tính chất kỹ thuật của sản phẩm sau nung

Mỗi lần máy có thể dập từ 1-5 viên ngói bao gồm các thao tác đưa phôi (viên gallet) vào, dập

sơ bộ, dập, tháo khuôn, đưa mộc ra ngoài bằng

giác hút

Khuôn ép được làm bằng kim loại với các ron bằng cao su xung quanh thành khuôn giúp chống mòn khuôn

V.1 SẤY

MỤC ĐÍCH

Giảm độ ẩm của sản phẩm mộc đến giới hạncần thiết thích hợp cho khâu nung, giúp tăngnăng suất lò nung, giảm hao phí năng lượng vàthời gian nung

V SẤY VÀ NUNG

CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH SẤY

Khi sấy diễn ra quá trình truyền nhiệt từ tác nhân sấy vào vật liệu sấy và quá trình dịch chuyển

ẩm theo hướng ngược lại, có trình tự như sau:

- Chuyển nước lỏng thành hơi

- Hơi nước bay khỏi bề mặt vật liệu sấy

- Di chuyển nước lỏng từ bên trong bề mặt vật liệu sấy ra bề mặt

Khi vận tốc bay hơi nước trên bề mặt vượt quá khả năng dịch chuyển nước lên bề mặt thì bề mặt bay hơi di chuyển vào bên trong bản thân vật liệu sấy theo các ống mao quản

CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY

và nhiệt độ môi trường không khí

• Sấy nhân tạo: làm khơ sản phẩm mộc bằng

năng lượng nhiệt như dầu FO, than đá, …Thiết bị: lò sấy buờng, lò sấy tunnel

NHÀ KÍNH PHƠI GẠCH – SẤY TỰ NHIÊN

• Thời gian sấy tự nhiên từ 7 – 10 ngày tùy

vào điều kiện thời tiết Độ ẩm sản phẩm mộc sau sấy tự nhiên là (8 – 12)%

• Có thể xếp sản phẩm sấy trực tiếp lên sàn

nhà xưởng hoặc xếp trên kệ Nguyên tắc xếp là phải đảm bảo thông thoáng để hơi ẩm

trong sp mộc được thoát ra đồng đều và dễ dàng

THIẾT BỊ SẤY BUỒNG

phẩm mộc sau sấy từ (5 – 7)%

• Đặc điểm sấy: sản phẩm sấy đứng yên, dòng khí sấy chuyển động nhờ quạt cấp khí sấy, quạt này được đổi chiều cứ sau (3-4)phút nhằm nâng cao cường độ sấy (vì cứ 5 phút không khí đi qua lớp mộc nó sẽ hút ẩm và nguội đi)

• Tốc độ dòng khí sấy: 0,5 – 1 m/s

• Ưu điểm của buồng sấy: dễ dàng thay đổi chế độ sấy tùy theo sự thay đổi hình dạng và tính chất của mộc sấy.

• Nhược điểm: tiêu thụ nhiệt năng lớn, chi phí vận hành lớn, không cơ giới hóa và tự động hóa được

• Chu kỳ sấy: 36 – 48 giờ

• Đặc điểm sấy: sấy ngược chiều, dòng khí sấy chuyển động ngược chiều với chiều chuyển

động của mộc sấy (pp sấy cùng chiều chỉ

dùng để sấy nguyên liệu không sấy sp mộc).

• Tường lò được xây bằng gạch đỏ, dày

380mm.

• Nóc lò được gác bằng các tấm đan (bê tông

cốt thép) dày 70mm, bên trên có lớp xỉ cách

nhiệt dày 150mm.

THIẾT BỊ SẤY TUNEL

• Ưu điểm của sấy tunel: thời gian sấy ngắn, tiêu thụ nhiệt nhỏ, cơ giới hóa và tự động hóa tốt.

• Nhược điểm: là ưu điểm của lò sấy buồng

LÒ SẤY TUNNEL - TỈ LỆ 1:75

+3020

±0.00

14

8355 220

5955 885

3360 3040

1500 2250

+3200

+2800

220

3040 3360

160 +2800

10

13

MẶT CẮT DỌC LÒ SẤY TUNEL

MẶT CẮT NGANG LÒ SẤY TUNEL

CÁC THƠNG SỚ KỸ THUẬT CỦA SẤY

TUNEL

• Nhiệt đợ khơng khí vào: 80 – 1100C

• Nhiệt đợ khơng khí ra: 30 – 50oC

• Đợ ẩm kk sấy: 3 – 5%

• Đợ ẩm kk sau sấy: 85 – 90%

• Đợ ẩm gạch mợc trước sấy: 8 – 12%

• Đợ ẩm gạch mợc sau sấy: 4 – 6%

• Tốc đợ dòng khí sấy: 1 – 5 m/s

CÁC YTỚ LIÊN QUAN ĐẾN QTRÌNH SẤY

khoáng của phới liệu, đặc trưng bởi hệ sớ kháng khuyếch tán ẩm µ = 1-20, µ càng tăng thì ẩm

càng khó dịch chuyển ra ngoài bề mặt sản phẩm sấy Khoáng montmorilonit có µ lớn nhất

Di chuyể ẩm: phụ thuợc vào đường kính ớng mao quản Ớng mao quản càng nhỏ thì lực hút của bề mặt cong của chất lỏng càng tăng, khi đó sự di chuyển ẩm càng khó, đợ nhạy khi sấy cao Các khoáng montmorilonit có đợ nhạy khi sấy lớn

nhất

CÁC BIỆN PHÁP TĂNG HIỆU QUẢ SẤY

• Trộn thêm phụ gia gầy: tăng độ dẫn ẩm,

giảm co ngót vì

• Làm ẩm phối liệu bằng hơi nước nóng: tăng quá trình khuyếch tán, tăng độ dẻo phối liệu

• Hút chân không phối liệu

VI NUNG

MỤC ĐÍCH

Tạo cường độ và độ bền cho sản phẩm gốm xâydựng Công đoạn nung rất quan trọng, nó quyếtđịnh đến chất lượng sản phẩm

CÁC GIAI ĐOẠN NUNG

• Sấy và Đốt nóng (nung trước): từ nhiệt độ

thường đến 9000C Ở giai đoạn này làm mất

nước, tạp chất hữu cơ cháy, xảy ra các phản ứng nhiệt phân (PƯ pha rắn) Sản phẩm có cấu trúc xốp, cường độ thấp, độ hút nước cao

• Nung: t = 900 – 10500C xuất hiện các phản ứng kết hợp để tạo các khoáng chịu lực và bền hóa.

• Làm nguội: nhiệt độ giảm còn khoảng 50 –

600C

- Từ t0

ng đến khoảng 9000C có thể làm nguợi nhanh vì xương có tính chất nhiệt dẻo

- Từ dưới 9000C phải làm nguợi chậm hơn vì

xương đã có tính dòn, đờng thời, ở 8700C khoáng αSiO2 bị biến đởi thành α-tridimit làm tăng thể

tích 12% và ở nhiệt đợ 5730C khoáng βSiO2 bị

biến đởi thù hình thành αSiO2 làm tăng thể tích 2% có thể gây nứt sản phẩm

• Chu kỳ nung: 24 – 48 giờ

• Đặc điểm nung: nguồn nhiệt đứng yên, sản

phẩm mộc chuyển động.

• Tường lò: ở vùng > 700 0 C được xây bằng

gạch sa môt hay sa mốt nhẹ; ở vùng ≤ 700 0 C xây bằng gạch đỏ mac 125 – 150 chiều dày tường lò từ 1 – 1,5m.

• Nóc lò: được xây bằng gạch sa mốt trên suốt

cả chiều dài lò Lò nóc vòm thông thường có góc ở tâm 60 0 , 900 Khi bề rộng hữu ích của lò lớn (4 – 5m) thì nóc lò là nóc bằng.

THIẾT BỊ NUNG TUNEL

CẤU TẠO LÒ NUNG TUNEL

MẶT CẮT DỌC

MẶT BẰNG LÒ NUNG TUNEL

MẶT CẮT NGANG LÒ

CÁC THƠNG SỚ KỸ THUẬT CỦA LÒ NUNG

TUNEL

• Đợ ẩm gạch mợc trước nung: 4 – 6%

• Đợ ẩm gạch mợc sau nung: 0%

• Bề rợng hữu ích: 2,2 – 8,2 m

• Chiều cao hữu ích

tính từ mặt goong: 1 – 2,1 m

• Bề rợng lò (kể cả tường lò): 3,9 – 9,9 m

• Chiều cao lò (kể cả nĩc lò): 2,7 – 4,1 m

• Chiều dài lò: 73 – 196 m

• Chiều cao xe goong 0,87m

KẾT CẤU XE GOÒøNG

I

1 4 3

5 2

NGUYÊN TẮC XẾP GẠCH LÊN XE GOÒNG

TỶ LỆ _ 1:5

GẠCH ĐỎ GẠCH SAMÔT B GHI CHÚ: