Công nghệ sản xuất gạch Ceramic

Công nghệ sản xuất gạch Ceramic

I NGUYÊN LIÊU SẢN XUẤT

Hiên nay nguyên liệu có thể sử dụng là nguyên liệu trong nước, nguyên liệu nhập về

ựều ựược kiểm tra (ựộ ẩm, thành phần hoá )Trước khi nhập kho

đối với phụ gia và nguyên liệu chế tạo Men, Màu ựa số nhập từ nước ngoài

Các nguyên liệu và phụ gia:

- đất sét nhập từ Bình Dương, Lâm đồng

- Cao lanh nhập từ Bình Thuận

- Tràng thạch từ Bà Rịa

- đá vôi

- Talc

- Bentonite

- Feldpath

- STPP (Sodium trypoly phosphat) từ Trung Quốc

- CMC (Cacbon metyl cellulose) từ Trung Quốc

- frit trong từ Huế

- Frit ựục từ Huế

- Zircon silicat từ Trung Quốc

- Chất tăng cứng (Cancinium lingo) từ Trung Quốc

II KIỂM TRA VÀ XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU

II.1 độ ẩm

II.1.1 đối với nguyên liệu nhập kho

Tất cả nguyên liệu trước khi nhập kho phải kiểm tra ựộ ẩm, khi sử dụng cũng cần

kiểm tra lại

W= (X Ờ X 1 ) *100 % / X

W: ựộ ẩm (%)

X: khối lượng trước khi sấy (g)

X1: khôắ lượng sau khắ sấy (g)

II.1.2 độ ẩm của hồ

Lấy M (g) hồ sấy ựến khối lượng không ựổi M(g)

độ ẩm của hồ theo quy ựinh: 35%

W: ựộ ẩm (%) M: khối lượng trước khi sấy (g) M1: khối lượng sau khi sấy (g)

1I.1.3 đối với nguyên liệu sau sấy phun:

Nguyên liệu sau sấy phun, là thành phẩm của khâu nghiền và sấy phun Nó có dạng

bột và phải ựạt ựộ ẩm theo quy ựịnh: 5.2-5.8%

Cách làm: lấy 50g bột rải ựều trên ựĩa sấy, sấy ựến khối lượng không ựổi (Mo)

100

M

M M W

% 100 50

50 (%) = − M0 ⋅

W

W: ñộ ẩm (%) Mo: khối lượng còn lại sau khi sấy (g)

II.2 ðộ bền mộc

Thường kiểm tra ñộ bền mộc sau sấy, theo yêu cầu kỹ thuật thì ñộ bền mộc sau sấy phải

ñạt ñộ bền 10 kg/cm

ðộ bền

Trong ñó

L: khoảng cách cánh Tay ñòn (cm)

P: lực bẻ của máy biểu hiện trên ñồng hồ

D: ñộ dày của viên gạch (cm)

B: chiều rộng mẫu (cm)

II.3 ðộ hút nước

Cân mẫu ñã nung X1(g) Cho mẫu vào máy ño ñộ hút nước

Sau ñó lấy mẫu thấm nước trên bề mặt bằng khăn

Cân mẫu ñã lau X (g)

ðộ hút nước (X – X 1) *100 % / X

Theo yêu cầu kỹ thuật ñộ hút nước của gạch là: 8-11%

II.4 ðộ co

ðo kích thước mẫu ñã sấy L1 (cm)

Nung mẫu trong lò sản xuất

ðo kích thước mẫu sau khi nung L2 (cm)

ðộ co rút:

ðộ co (L – L 1) *100 % / L

II.5 Mất khi nung

Cân mẫu ñã sấy W1 (g)

ðem nung trong lò

Cân mẫu sau khi nung W2 (g)

MKN = W1 – W 2) *100 % / W1

W1: khối lượng của gạch trước khi nung

W2: khối lượng của gạch (g) sau khi nung

II 6 ðo cỡ hạt sau khi sấy phun

Lấy 100g bột sau sấy phun, sấy ñến khối lượng không ñổi (M) Cho (M) vào sang 5

tầng tiêu chuẩn , rồi cân lần lượt hạt ñọng lại ở mỗi sàng theo theo thứ tự

Tổng số gam cả 5 tầng là M, lấy số gam của từng tầng chia cho M và nhân với 100 ta

ñược % hạt sàng

Tiêu chuẩn cỡ hạt qua mỗi sàng

Trên sàng # 30 < 12%

# 40 = 25-33%

# 60 = 40-50%

) /

( 2

.

B D

P L

=

# 80 = 8-14%

# 120 < 10%

Dưới sàng # 12 < 4%

PHẦN III QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

III.1 SƠ ðỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔNG QUÁT

III.2 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

ðơn phối do phòng thí nghiệm ñưa ra bộ phận nguyên liệu ñưa nguyên liệu ñến cân

ñịnh lượng, rồi cho phối liệu vào máy nghiền bi

Khi nạp ñủ phụ gia, nước và lượng bi vào cối nghiền và tiến hành nghiền khi bùn

trong cối ñạt các chỉ tiêu, thì xả bùn xuống hầm chứa có cánh khuấy,bùn ñược khuấy liên

tục ñể chống lắng và tăng tính ñồng nhất.bùn từ hầm chứa ñược bơm qua bộ khử từ và

sàng rung rồi ñược chứa trong một cái hầm khác

Từ hầm này bùn ñược bơm lên máy sấy phun bằng bơm piston

Trong máy sấy phun bùn ñược phun vào dưới dạng sương, hơi nóng ñi từ trên xuống

trao ñổi nhiệt với bùn làm bốc hơi ẩm nhanh chống tạo thành hạt rơi xuông Bột ñược ñưa

lên cylon chứa nhờ hệ thống băng tải

Bột ủ trong cylon một ngày.sau ñó bột ñược ñưa ñến máy ép nhờ hệ thống băng tải

Tại máy ép bột ñược tạo hình Gạch từ máy ép ñược ñưa ñến máy sấy Sau ñó Gạch

ñược chuyển ra dây chuyền tráng men và in bông

Trên dây chuyền có bàn chải quét bụi, quạt thổi bụi, béc phun nước sau khi phun với

một lượng thích hợp gạch ñược ñưa ñến bộ phận tráng men, rồi qua bộ phận xoay

gạch.gạch ñược xoay 90,sau ñó gạch ñược ñưa ñến bộ phận cạo men dính ở mép gạch ,

gạch ñược chuyển ñến các máy in, viên gạch ñược tiếp xúc với lưới in và lớp màu ñược

thấm qua các lổ lưới và bám lên bề mặt viên gạch

Nguyên liệu

Cân ñịnh lýợng

Nghiền bi

Bể chứa

Ép tạo hình

Ủ

Sấy phun

Bể chứa

Phân loại

Nung

In bông Tráng men

Sản phẩm

Trước khi vào lò nung gạch ñược quét một lớp mỏng MgO hay còn gọi là men lót

chân Lớp men này có tác dụng chống dính Khi vào lò nung gạch ñược gia nhiệt từ thấp

ñến cao

Gạch sau khi ra khỏi lò nung sẽ ñược phân loại rồi ñóng bao xếp kiện cho vào kho

chứa

III 3.MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

III.3.1 Công ñoạn nạp và nghiền

Sơ ñồ công nghệ

Thuyết minh sơ ñồ

Nguyên liệu khi kiểm tra về ñộ ẩm, thành phần ñạt yêu câu ñược ñưa vào bàn cân với

thành phần và khối lượng theo ñơn phối.Sau ñó ñược hệ thống băng tải ñưa vào cối

nghiền

Trong cối nghiền chứa sẵn lượng bi khoảng 45÷55% ñồng thời người ta nạp các phụ

gia và nước Sau ñó cho vận hành cối nghiền và tiến hành nghiền trong thời

gian10÷12h.Tiếp ñó kiểm tra các thông số tỷ trọng, ñộ nhớt sót sàng Hồ ñạt yêu cầu tiến

hành xả hầm, còn nếu chưa ñạt sẽ tiếp tục nghiền ñến ñạt yêu cầu

Khi xả hầm hồ ñược qua sàng 10 mesh ñể loại các tạp chất có kích thước lớn Sau ñó

hồ ñược ủ dưới hầm chứa có hệ thống khuấy liên tục ñể tránh hiện tượng sa lắng

Ta tiến hành ủ trong thời gian 24h Sau ñó hồ ñược bơm lên máng khử từ ñể loại bỏ

các tạp chất chứa sắt tiếp tục hồ ñược qua sàng 60 mesh ñể loại bỏ các tạp chất có kích

thước lớn ảnh hưởng ñến quá trình sấy phun Cuối cùng hồ ñược ñưa vào hâm, trong hầm

có hệ thống cách khuấy liên tục ñể ổn ñịnh ñộ nhớt, tỷ trọng

III.3.2 Công ñoạn sấy phun Hồ

Sơ ñồ công nghệ

Nguyên liệu

Cân

Băng tải

Nghiền

sàng

Xã hầm

Khử từ

sàng

Xã hầm

Thuyết minh sơ ñồ

Hồ từ hầm chứa sau khi kiểm tra ñã ñạt yêu cầu sẽ ñược bơm lên bồn chứa, ở ñây

hồ ñược ổn ñịnh về tỷ trọng, ñộ nhớt cũng như lưu lượng

Sau ñó nhờ hệ thống bơm piston hồ sẽ ñược phun vào bên trong tháp sấy phun Hồ

ñược phun vào dưới dạng sương

Dưới tác dụng của các tác nhân sấy nước sẽ bay hơi, bột sẽ lăn xuống theo ñường

phễu tháp ra cửa tháo bột Bột ñược băng tải ñưa vào các cyclone ủ trong thời gian 24h

ñể ổn ñịnh ñộ ẩm làm nguyên liệu cho quá trình ép

Tạo hình và sấy

Sơ ñồ công nghệ tạo hình và sấy

Hồ

Bõm

Bồn chứa

Sấy

Ủ

Bột ép

Thuyết minh sơ ñồ

Bột từ các cyclon chứa khi kiểm tra ñã ñạt yêu cầu về ñộ ẩm và sự phân bố kích

thước hạt sẽ ñươc hệ thống băng tải chuyển lên phễu phân phối của máy ép

Từ phễu phân phối, bột sẽ ñược phân phối ñều vào khuôn ép Dưới tác dụng của lực

ép 210÷260 bar, bột ñược ép chặt thành viên Sau ñó phôi ñược gạt ñẩy ra và nhờ bộ

phận lật gạch chuyển ñến hệ thống ruller ñưa ñến lò sấy, phôi sau khi ép sẽ ñược kiểm tra

ñộ bền uốn, bề dày nếu ñạt yêu cầu phôi mới ñược ñưa vào lò sấy với thời gian sấy

khoảng 15÷20 phút dưới tác dụng của khí nóng

Khi ra khỏi lò sấy phôi có nhiệt ñộ 80÷100oC

Ở ñây phôi cũng kiểm tra các thông số ñộ bền uốn, ñộ ẩm của xương

Một số loại máy ép gạch Ceramic tại Việt nam hiện nay

Bột ép

Băng tải

Phểu phân phối

Ép

Băng chuyền

Sấy

Gạch sau sấy

Máy ép JCG củ a Trung quốc

Máy ép SITI trong nhà máy gach Shenghua ở FOSHAN-Trung Quốc

Hiện nay tại Việt Nam hầu hết các nhà máy gạch mới ñều sử dụng Máy ép SACMI

Mặc dù máy ép này ñắt hơn các loại máy ép khác nhưng thực tế ñã chứng minh sự hiệu

quả trong sản xuất.Thời gian dừng máy ít,ít hỏng vặt và ñặc biệt là những kỹ thuật viên

tại châu á là người Việt Nam.bạn sẽ nhanh chóng có ñược sự tư vấn của họ qua ñiện thoại

Ngoài ra các nhà máy cũ như Thăng Long, Cosecco còn có máy ép Nassetti Loại

này hay hỏng vặt và rất nhanh phải thay bộ gioăng máy ép.Ngoài ra khi sửa chữa,vệ sinh

máy cũng rất phức tạp

Một loại máy sử dụng tại Việt Nam là Máy ép Wellco tại nhà máy gạch Việt Ý Thái

Trung Quốc là nước sản xuất nhiều loại máy ép như KEDA, LITAI, ACMI trong số

ñó rất nhiều loại nhập vào việt nam.Máy ép Trung quốc rất hay hỏng phần cơ khí do sự

chính xác kém trong chế tạo Nhưng có một ưu ñiểm nổi bật là rẻ và phần ñiều khiển rất

ñơn giản ñễ dàng thay thế Nhiều máy còn có ñường truyền internet vào card ñiều khiển

chính ñể kỹ sư bên Trung Quốc có thể download phần mềm về sửa chữa sau ñó down

ngược trở lại ñể xử lý lỗi

Công nghiệp sản xuất gạch ceramic hiện ñang phát triển mạnh mẽ ở nước ta do nhu

cầu ngày càng cao của xã hội Khuôn ép gạch lát nền ceramics làm việc trong môi trường

ăn mòn, áp lực cao, ma sát và mòn mạnh nên thường xuyên phải thay thế Tuy nhiên cho

ñến nay, chất lượng khuôn ép sản xuất trong nước, ñặc biệt là vanh khuôn vẫn chưa ñạt

ñược tiêu chuẩn của các nước phát triển nên các doanh nghiệp vẫn phải nhập ngoại Bài

này trình bày các vấn ñề liên quan ñến quá trình mòn và cơ chế mòn của vanh khuôn ép

gạch ceramics, từ ñó ñề ra giải pháp mới cho việc thiết kế và chế tạo vanh khuôn trong

nước ñạt chất lượng cao.Hiện nay ñẫ có một vài công ty trong nước làm ñược vanh khuôn

như cơ khí tân ñịnh,Công ty Kim thịnh, Khuôn Liên doanh FOSHAN-Vĩnh phúc I - Một

vài cơ chế mòn liên quan ñến mòn khuôn ép Gạch lát nền ceramic hiện ñang ñược sử

dụng rộng rãi trong xây dựng công nghiệp và dân dụng nước ta Hiện tại trong nước ñã có

vài chục nhà máy sản xuất loại gạch này Các dây chuyền sản xuất gạch chủ yếu nhập từ

Italya, trong các dây chuyền này khuôn ép là một trong những cụm chi tiết có giá thành

cao và thường xuyên phải thay thế Mòn khuôn ép nguội nói chung có thể liên quan ñến

các cơ chế mòn do dính, mòn do cào xước và mòn hoá học gây ra bởi tương tác hoá học

của vật liệu ép với các bề mặt của khuôn Các cơ chế mòn này ñược trình bày tóm tắt

dưới ñây:

1.1 Mòn do dính Mòn do dính (adhesion, galling, scuffing, wlding hay smearing)

xảy ra khi hai bề mặt rắn, phẳng trượt so với nhau Dính xảy ra tại chỗ tiếp xúc ở ñỉnh các

nhấp nhô dưới tác dụng của tải trọng pháp tuyến, khi sự trượt xảy ra vật liệu ở vùng này

bị trượt (biến dạng dẻo) dính sang bề mặt ñối tiếp hoặc tạo thành các mảnh mòn rời

Mảnh mòn do dính có thể còn do quá trình mòn do mỏi ở ñỉnh các nhấp nhô Một số giả

thuyết dùng giải thích cơ chế tách vật liệu tạo thành hạt mòn do dính là do trượt, và cắt có

thể xảy ra về phía vùng yếu nhất của hai vật liệu tại chỗ tiếp xúc Theo giả thuyết khác,

nếu sức bền dính ñủ lớn ñể cản trở chuyển ñộng trượt tương ñối, một vùng của vật liệu sẽ

bị biến dạng dưới tác dụng của ứng suất nén và tiếp và sự trượt xảy ra mạnh dọc theo các

mặt phẳng trượt của các tinh thể trong vùng biến dạng dẻo Những dải trượt này tạo thành

các mảnh mòn dạng lá mỏng Nếu biến dạng dẻo xảy ra trên diện rộng ở vùng tiếp xúc

ñôi khi mảnh mòn sinh ra có dạng hình nêm và dính sang bề mặt ñối tiếp Quá trình trượt

giữa hai bề mặt tạo ra nhiều mảnh mòn dính sang bề mặt ñối tiếp, tích tụ và tạo nên các

mảnh mòn rời do tác dụng oxy hoá của oxy trong môi trường hoặc do năng lượng ñàn hồi

lớn hơn năng lượng dính Phương trình ñịnh lượng xác ñịnh thể tích mòn do dính trên

một ñơn vị chiều dài trượt theo Archard: Q = k W (1.1) 3p0 hay theo Rowe khi trên bề

mặt tiếp xúc chung tồn tại một lớp màng bôi trơn: Q = km (1 + αµ2 )1/2 W (1.2) p0

1.2 Mòn do cào xước Mòn do cào xước do các hạt cứng gắn vào một bề mặt hoặc

do các hạt cứng tự do giữa hai bề mặt gây ra khi giữa hai bề mặt tồn tại chuyển ñộng

tương ñối Mòn do cào xước xảy ra theo hai cơ chế biến dạng dẻo (vật liệu dẻo), nứt tách

Hec (vật liệu dòn)

1.2.1 Mòn do biến dạng dẻo Vật liệu tách khỏi bề mặt thông qua biến dạng dẻo

trong quá trình mòn do cào xước có thể xảy ra theo vài chế ñộ biến dạng bao gồm cày

(plowing), dồn ép vật liệu (wedge formation) và cắt Trong quá trình cày, vật liệu bị biến

dạng bị dồn sang hai bên của rãnh mà không bị tách ra Sự hình thành lượng vật liệu dồn

ép ở phía trước của nó ðiều này thường xảy ra khi tỷ số giữa sức bền cắt của bề nặt tiếp

xúc chung ñối với sức bền cắt trong lòng vật liệu cao Dạng cắt của mòn do cào xước xảy

ra khi hạt cứng với góc tiếp xúc lớn di chuyển tạo nên rãnh và tách vật liệu ra khỏi rãnh

dưới dạng mảnh mòn có dạng giống như phoi dây hoặc vụn Thể tích mòn v do một hạt

cứng gây nên trên quãng ñường x có thể tính: v= 2Wx (tgθ)tb (1.3) Hay theo Archrd v =

k abr Wx (1.4)πH H Giá trị của k abr thay ñổi trong dài từ 10-6 ñến 10-1 Tốc ñộ mòn do

cào xước thường rất lớn gấp khoảng 2-3 lần so với mòn do dính Phương trình mòn do

cào xước hai vật thể cũng ñúng trong trường hợp mòn do cào xước ba vật thể nhưng hệ

số k abr thấp hơn bởi vì các hạt cứng có xu hướng lăn nhiều hơn trượt

1.2.2 Mòn do nứt tách Hec Khảo sát một hạt cứng trượt trên mặt phẳng của vật

liệu dòn Khi tải trọng pháp tuyến còn nhỏ, hạt cứng sắc sẽ chỉ gây ra biến dạng dẻo trên

mặt vật rắn và mofn xảy ra do biến dạng dẻo Khi tải trọng pháp tuyến vượt qua một giá

trị nào ñó mòn do nứt ngang làm tăng ñột ngột tốc ñộ mòn Tải trọng giới hạn tỷ lệ với

(Kc)3Kc trong ñó H/Kc gọi là chỉ số ñộ dòn, H là ñộ Hcứng và Kc là ñộ dai va ñập Thể

tích mòn ñơn vị trên một ñơn vị chiều dài trượt có thể xác ñịnh: v = α3N (E/H)W9/8 (

1.5) Kc1/2 H5/8 trong ñó α3 là hệ số không phụ thuộc vào vật liệu Vì E/H không thay

ñổi nhiều với các vật rắn dòn khác nhau, nên tốc ñộ mòn tỷ lệ nghịch với Kc1/2, H5/8

Tốc ñộ mòn tỷ lệ thuận với W9/8 nghĩa là tốc ñộ mòn do nứt ngang tăng nhanh hơn tuyến

tính theo tải trọng pháp tuyến như trong biến dạng dẻo

1.3 Mòn hoá học Mòn hoá học xảy ra khi các bề mặt ñối tiếp hoạt ñộng trong môi

trường có hoạt tính hoá học Trong không khí mòn hoá học ñôi khi gọi là mòn do ôxy

hóa Mòn hoá học liên quan ñến sự hình thành và phá huỷ của lớp màng sản phẩm hoá

học trong vùng tiếp xúc Mòn hoá học là hiện tượng cần quan tâm, ñặc biệt trong các

ngành công nghiệp như mỏ, tuyển khoáng, dây chuyền hoá học, xử lý bùn, nước thải

Mòn hoá học xảy ra so sự tương tác hoá học hoặc ñiện hoá của bề mặt chi tiết với môi

trường Môn hoá học xảy ra trong môi trường ăn mòn, nhiệt ñộ và ñộ ẩm cao Mòn ñiện

hoá xảy ra khi phản ứng hoá học ñi kèm với tác dụng của dòng ñiện chảy ra trong quá

trình ñiện phân Khi ăn mòn hóa học là nguyên nhân chính của mòn, một tương tác phức

tạp giữa các cơ chế mòn khác nhau luôn tồn tại ðầu tiên mòn có thể là do dính hoặc do

cào xước sau ñó là sự kết hợp của mòn hoá học và mòn do cào xước Ứng suất tiếp xúc

cao có thể làm tăng ăn mòn cục bộ dẫn ñến sự tạo thành các lò châm kim trên bề mặt

Ứng suất dư trong lòng kim loại có thể gây ra nứt do kết hợp với sự ăn mòn trong môi

trường hoạt tính cao Hiện tượng này kết hợp với sự trượt bề mặt có thể gây ra mòn mạnh

giống như sự ăn mòn của một pha trong hợp kim ổ hai pha

- Khảo sát cơ chế mòn vanh khuôn ép gạch ceramic Một ô khuôn ép gạch

ceramic bao gồm chày trên, chày dưới và 4 vanh khuôn Do vanh khuôn là chi tiết thường

phải thay thế nên vanh khuôn ép gạch ceramic cỡ 20 x 25cm2 và 30 x 30 cm2 chế tạo ở

Italy là ñối tượng của nghiên cứu này Kết quả phân tích quang phổ cho thấy vật liệu chế

tạo vanh khuôn là thép hợp kim với hàm lượng Cr khoảng 12% ñược tôi cứng từ 56 HRC

÷ 62 HRC Mòn vanh khuôn xảy ra với cường ñộ mạnh nhất ở vùng cung lượn tạo góc

lượn cho viên gạch Chi tiết phải thay thế khi chiều sâu vùng mòn ñạt 0,20mm Dựa trên

các quan sát trên kính hiển vi ñiện tử, mòn vanh khuôn là mòn do cào xước kết hợp với

hoá học do vật liệu ép là ñất ñá và phụ gia với ñộ ẩm khoảng 7% Cơ chế mòn do dính