Tổng quan công ty
Công ty sứ Viglacera Bình Dương, thuộc Tổng công ty Viglacera, chuyên sản xuất và kinh doanh các sản phẩm sứ vệ sinh cao cấp Được thành lập vào ngày 16/9/2002, nhà máy của công ty tọa lạc tại Khu Sản Xuất Tân Đông Hiệp, P Tân Đông Hiệp, TX Dĩ An, Bình Dương.
Sau nhiều lần đổi tên thì từ 2005 đến nay công ty lấy tên là công ty sứ Viglacera Bình Dương.
Sau gần 20 năm xây dựng và phát triển, Công ty đã đạt được những bước tiến vững chắc và nâng cao uy tín trên thị trường Sản phẩm của Công ty luôn được khách hàng trong nước và quốc tế tin dùng.
Các sản phẩm chiến lược
Nguyên liệu sản xuất
Các nhóm nguyên liệu dùng cho xương
Đất sét là nguyên liệu cơ bản trong công nghệ silicat, đóng vai trò quan trọng như chất tạo dẻo cho phối liệu, giúp dễ dàng tạo hình sản phẩm Trong ngành gốm sứ, đất sét và cao lanh là những nguyên liệu dẻo điển hình, góp phần quyết định đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Alumosilicat ngậm nước là các khoáng chất có cấu trúc lớp và độ phân tán cao Khi được trộn với nước, chúng có tính dẻo, và khi nung, chúng tạo thành sản phẩm kết khối rắn chắc.
Trong đất sét có chứa các khoáng như: Khoáng Caolinhit: Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O, Khoáng Halloysit: Al 2 O 3 2SiO 2 4H 2 O, Khoáng Montmorillonit: ( Al 2 O 3 2SiO 2 H 2 O+n H 2 O¿,
Khoáng Pirophilit, có công thức hóa học là 2 Al 2(Si 2 O 5 ) 2 (OH) 2, là một loại đất sét quan trọng cung cấp đồng thời Al 2 O 3 và SiO 2 Đất sét thường chứa cát, đá vôi, tràng thạch và các tạp chất khác, điều này giúp tăng tính dẻo và độ phân tán cao Nhờ những đặc tính này, đất sét đóng vai trò quan trọng trong việc tạo hình các vật liệu silicat.
Trong quá trình sản xuất mộc, đất sét là yếu tố quan trọng giúp tạo độ dẻo cần thiết cho việc tạo hình sản phẩm Độ bền của mộc phụ thuộc vào hàm lượng đất sét trong toa phối liệu; nếu quá ít, sản phẩm sẽ kém dẻo và khó tạo hình, trong khi nếu quá nhiều, mộc sẽ bị co lại Do đó, việc kiểm soát hàm lượng đất sét là rất cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm trong quá trình vận chuyển.
Cao lanh với hàm lượng Al2O3 cao tạo điều kiện hình thành khoáng mulite trong quá trình nung, giúp sản phẩm đạt cường độ cao và khả năng hút ẩm thấp nhờ kích thước hạt nhỏ, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm.
Cao lanh có sự biến động về thành phần khoáng hóa do nguồn gốc đá mẹ, tuổi mỏ và mức độ phong hóa khác nhau, ngay cả khi khai thác từ cùng một mỏ Do đó, việc tuyển lọc cao lanh trước khi sử dụng là cần thiết Bên cạnh đó, cần loại bỏ tạp chất sắt trong cao lanh, vì chúng có thể gây ra hiện tượng chấm đen trên xương.
Vai trò của cao lanh:
Cao lanh cung cấp SiO2 và Al2O3, tạo ra mulita khi nung, giúp sản phẩm có độ bền cơ học cao Mặc dù là nguyên liệu chính trong công nghệ silicat như đất sét, cao lanh không nên được sử dụng một mình do khả năng hút ẩm, dễ dẫn đến co rút sau sấy và nứt vỡ sau nung.
Do đất sét và cao lanh có cấu trúc lớp nên sự co theo các hướng khác nhau thì khác nhau.
Trong quá trình sản xuất, khi phối liệu chỉ sử dụng đất sét và cao lanh, sản phẩm thường gặp phải tình trạng co ngót lớn, dẫn đến nứt và biến dạng Để khắc phục vấn đề này và ngăn chặn các khuyết tật trong quá trình sấy, cần bổ sung nguyên liệu gầy Tùy thuộc vào thành phần của nguyên liệu gầy, nó sẽ mang lại những tính chất khác nhau, giúp giảm độ co sấy, tăng cường độ bền cơ học cho sản phẩm và tạo ra pha thủy tinh cho các giai đoạn tiếp theo.
Tràng thạch là hợp chất silicat - alumin không chứa nước, cung cấp SiO2, Al2O3 và các oxit Natri, Kali, Canxi, đóng vai trò chất chảy trong mộc và men Chất liệu này quyết định công nghệ nung và ảnh hưởng lớn đến tính chất kỹ thuật của gốm sứ.
Dựa vào thành phần hóa người ta chia tràng thạnh thành ba loại khác nhau:
Tràng thạch sodium Na2O.Al2O3.6SiO2 là một trong những chất chảy tốt nhất cho men, với nhiệt độ bắt đầu nóng chảy ở 1190 °C và phân hủy thành leucit Leucit có nhiệt độ nóng chảy lên tới 1540 °C, tạo ra khoảng chảy rất rộng cho tràng thạch, đồng thời độ nhớt của nó thay đổi nhanh chóng khi nhiệt độ tăng.
Tràng thạch Potassium K2O.Al2O3.6SiO2 có phạm vi chảy rộng hơn so với tràng thạch calcium, nhưng lại nhỏ hơn so với tràng thạch Sodium Đặc biệt, độ nhớt của nó thay đổi chậm khi nhiệt độ tăng, khiến nó trở thành một lựa chọn phổ biến trong các ứng dụng liên quan đến xương.
Tràng thạch Calcium CaO.Al2O3.6SiO2: có phạm vi chảy hẹp nhất nên ít dùng.
Cát hình thành từ quá trình phong hóa đá gốc, nơi nước và gió mang theo các hạt mịn, trong khi các hạt khô lắng đọng tại những chỗ trũng, tạo nên các mỏ và bãi cát lớn Một phần cát được dòng nước cuốn ra biển và sau đó sóng đánh lại vào bờ, hình thành các bãi cát ven biển và sông.
Khi sử dụng cát, cần chú ý đến đặc tính biến đổi thù hình α – Quart và β – Quart ở nhiệt độ 573 oC, vì sự gia giảm thể tích mạnh có thể gây nứt vỡ xương khi nung Các nhiệt độ khác ít cần quan tâm hơn do sự xuất hiện pha lỏng, điều này có thể gây nguy hiểm cho xương.
Dạng khoáng tự nhiên chủ yếu là α – Quart, được sử dụng trong công nghệ gốm sứ với yêu cầu SiO2 >95% ở dạng không ổn định Cát loại ra từ đất sét và cao lanh có thể được sử dụng trong quá trình lọc rửa tạp chất Cát được gia công thông qua sàng rửa, chủ yếu loại bỏ các hạt khô và tạp chất, đặc biệt là oxit sắt có trong cát sa khoáng Trước khi tiến hành nghiền, cát có thể được nung ở nhiệt độ 900 độ C.
1000 o C rồi làm nguội nhanh nhằm mục đích ổn định thành phần khoáng và tạo thuận lợi cho quá trình nghiền.
Cát là nguyên liệu quan trọng trong ngành chế biến gỗ, giúp làm cứng sản phẩm, giảm thời gian sấy và ngăn ngừa co rút Với nhiệt độ nóng chảy cao khoảng 1710 oC, cát không chỉ tăng độ bền cơ học mà còn cung cấp SiO2, đồng thời điều chỉnh hệ số giãn nở nhiệt của xương và men.
Nguyên liệu cho men
Huyền phù men thường chứa các cấu tử giống như xương gốm nhưng mịn hơn và chứa nhiều thành phần dễ chảy hơn.
Nguyên liệu sản xuất men: đá vôi, tràng thạch, cát, cao lanh, BaCO 3, ZnO, Zircon,CMC,… và một số chất màu.
Men đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tính thẩm mỹ và khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường Để đạt được điều này, men cần đáp ứng một số yêu cầu cơ bản như nhiệt độ chảy phù hợp với mộc, sau khi nung phải dàn đều và có độ bóng nhất định.
Thường đưa vào phối liệu để cung cấp BaO BaO làm tăng khối lượng riêng và khả năng khúc xạ nên làm cho men sáng bóng.
BaO với hàm lượng trên 0.3% mol làm cứng men.
Tạo lớp trung gian giữa men và xương khi nung làm tăng độ bền, tăng độ dính của xương và men đồng thời điều chỉnh ứng suất kéo.
Kiềm trắng, với nhiệt độ nóng chảy thấp, thường được sử dụng làm chất trợ dung cho các loại men có tính acid và hàm lượng Al2O3 cao Tác dụng của ZnO phụ thuộc vào hàm lượng sử dụng trong men.
Việc sử dụng một lượng nhỏ CaO trong men gốm không chỉ tăng cường độ chảy láng và độ bóng mà còn nâng cao độ sáng của các màu sắc, ngoại trừ màu xanh lá và xanh dương Đồng thời, khi hàm lượng CaO thấp và có sự hiện diện của Al2O3, nó còn cải thiện độ đục và độ trắng của men.
Nếu dùng nhiều lại gây đục do kết tinh từ pha thủy tinh trong quá trình làm nguội làm cho bề mặt men bị mờ.
Là chất gây đục dùng thay cho SnO2, mặc dù hiệu quả không được như SnO2, nhưng kinh tế hơn và hiện nay được dùng rất phổ biến.
Hàm lượng oxit zirconium cao trong men gốm giúp tăng nhiệt độ nung, trong khi một phần nhỏ ZrO2.SiO2 tương tác với các cấu tử khác, phần lớn vẫn giữ nguyên trạng thái Phần tham gia phản ứng này nâng cao khả năng chống nứt cho men, đồng thời ZrO2.SiO2 cũng đóng vai trò là chất ổn định màu Các oxit như CaO, BaO và ZnO cũng góp phần quan trọng trong quá trình này.
Al2O3 hỗ trợ ZrO2.SiO2 để nâng cao khả năng gây đục Zirconium còn có tác dụng làm trắng men.
Phụ gia
Được thêm vào trực tiếp tại máy nghiền, là chất trợ nghiền.
Khi nguyên liệu được nghiền, các liên kết chưa bão hòa xuất hiện do chúng có xu hướng kết dính Quá trình nghiền tiếp tục cho đến khi kích thước hạt đạt mức tối ưu, lúc này năng lượng chuyển sang phá vỡ các liên kết mới giữa các hạt mịn Để cải thiện hiệu quả nghiền, cần sử dụng chất trợ nghiền nhằm phân tán hạt, kiểm soát sự tiếp xúc giữa các hạt mịn và rút ngắn thời gian nghiền.
STTP cần hạn chế sử dụng nhiều vì làm cho xương bị xốp, rộp, giảm độ bền cơ.
Sử dụng một lượng nhỏ có tác dụng tăng độ nhớt của men.
Dạng bột hoặc dạng hạt mịn màu trắng hoặc ngà.
Công dụng: có tác dụng tăng cường khả năng bám dính của men khi phun
Thủy tinh lỏng (Na 2 O x SiO 2 (x=2÷4))
Là loại chất lỏng, sánh, màu sáng trong.
Công dụng: có tác dụng như chất điện giải chống keo tụ cho hồ đổ rót.
Quy trình công nghệ
Chuẩn bị hồ bao gồm việc cân đo nguyên liệu theo toa phối liệu và kiểm tra chất lượng nguyên liệu để đảm bảo tính chất và khối lượng đạt yêu cầu Sau đó, nguyên liệu sẽ được nghiền ướt bằng cách thêm nước và chất điện giải, thường là thủy tinh lỏng Na2SiO3 và soda Na2CO3 Sau khi nghiền, cần kiểm tra lại chất lượng; nếu đạt tiêu chuẩn, nguyên liệu sẽ được chuyển sang bể khuấy nhanh để trộn với đất sét đã được ủ từ 4 đến 6 ngày Nếu hỗn hợp đạt yêu cầu, quá trình sẽ tiếp tục với công đoạn đổ rót.
Trong giai đoạn tạo hình, hồ được lưu trong khuôn từ 1 đến 2 tiếng để tạo hình, và sau khoảng 2 tiếng rưỡi thì có thể tháo hồ Đối với phương pháp đổ rót thủ công, thời gian ngâm hồ sẽ lâu hơn nếu khuôn đã sử dụng lâu Nếu sản phẩm đạt tiêu chuẩn, chúng sẽ được đưa đi sấy.
Chuẩn bị men bao gồm việc cân nguyên liệu theo toa phối liệu và kiểm tra đầy đủ số lượng, khối lượng cũng như tính chất Nguyên liệu sau đó được cho vào máy nghiền, thêm nước và phụ gia, và nghiền trong thời gian nhất định Phòng kỹ thuật sẽ kiểm tra các thông số như kích cỡ hạt và độ nhớt để đảm bảo độ mịn đạt yêu cầu Nếu chưa đạt, quá trình nghiền sẽ tiếp tục cho đến khi đạt tiêu chuẩn, sau đó men sẽ được chuyển đến bể chứa và chuẩn bị cho việc phun.
Sau khi kiểm tra, phun men lên bề mặt gỗ sẽ đảm bảo độ đều và chất lượng Đối với sản phẩm lớn, thời gian giữ men là 4 giờ, trong khi sản phẩm nhỏ chỉ cần giữ trong 2 giờ để đạt hiệu quả tối ưu.
Nung: Sản phẩm sau khi được phun men thì sẽ qua giai đoạn nung theo băng chuyền ở các nhiệt độ khác nhau.
Sản phẩm sau nung sẽ được kiểm tra kỹ thuật để đảm bảo các tiêu chí như độ trơn, độ thấm nước và độ cứng Nếu đạt yêu cầu, sản phẩm sẽ được nhập kho và tiêu thụ Ngược lại, sản phẩm bị nứt hoặc không đạt tiêu chuẩn sẽ được tái chế, trong đó sản phẩm nứt nhẹ có thể được tráng và nung lại.
Tràng thạch- Cát Cát Định lượng sàng Nghiền ướt
Tạo khuôn thạch cao Điêu khắc mẫu Định lượng
Không đạt Không đạt Đạt
Hình 1.4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ của nhà máy
Các phân đoạn sản xuất
Phân xưởng tạo khuôn
Hình 1.5.1 Phân xưởng tạo khuôn
Khuôn là dụng cụ thiết yếu trong sản xuất, được tạo ra bằng phương pháp đổ rót Khuôn thạch cao giúp tăng khả năng hút ẩm của hồ, rút ngắn thời gian lưu của hồ để tạo mộc Mỗi khuôn mẹ và khuôn con có thể được sử dụng khoảng 100 lần, và thời gian lưu của hồ đổ rót trong khuôn sẽ tăng lên khi khuôn được sử dụng lâu.
Sau khi nhận được đơn mẫu, bộ phận thiết kế tiến hành tạo khuôn mẫu Khuôn đầu tiên được chế tạo thủ công dựa trên hình dạng của mẫu cũ Sau khi sản xuất thử bằng khuôn này, nếu đạt tiêu chuẩn, sẽ tiến hành sản xuất khuôn mẹ từ khuôn mẫu đã thiết kế.
Khuôn mẹ được làm từ thạch cao hoặc nhựa cứng (có đánh dấu để phân biệt).
Để tránh đổ vỡ trong quá trình đóng rắn, cần làm khuôn theo thứ tự từng mảnh từ ngoài vào trong Khi đã hoàn thiện đủ các chi tiết, tiến hành đổ rót.
Thời gian để khuôn đóng rắn là khoảng 30-35 phút, và sau 60 phút, khuôn sẽ rắn hoàn toàn Sau đó, khuôn sẽ được gia công (cắt gọt) để hoàn thiện trước khi đưa đi sấy.
Sấy khuông với thời gian 96-100 giờ với nhiệt độ 65-70 độ (nếu sấy ở nhiệt độ cao quá thạch cao sẽ chết, còn thấp quá thì sẽ để lại lỗ xốp).
Độ ẩm khuôn mới đổ là 32% và khuôn thành phẩm là 19-20%.
Khuông thạch cao cao cấp có độ cứng là 100 kg/cm 2 , nếu thạch cao chất lượng thấp thì độ cứng chỉ đạt phân nữa.
Hình 1.5.2 Khuôn con đã sấy
Khuôn con được sản xuất tương tự như khuôn mẹ, bao gồm việc đổ rót từng chi tiết và ghép lại Sau khi hoàn thành, khuôn con sẽ được sấy khô và sau đó có thể sử dụng để tạo hình đổ rót.
Phân xưởng sản xuất hồ
Độ ẩm của nguyên liệu sẽ được kiểm tra hai lần mỗi tuần Dựa vào mức độ ẩm này, người ta sẽ tính toán tỷ lệ phối liệu cho công thức hồ, và sau đó công nhân sẽ tiến hành sản xuất.
- Các nguyên liệu được vận chuyển bằng palang điện để đi cân và phối liệu.
Nguyên liệu gầy được nghiền bằng hai máy nghiền bi có năng suất từ 7-9 tấn, cho ra hạt có kích thước 63 μm và tỉ lệ sót sàng từ 3-3,5%.
- Nguyên liệu được nghiền 4 tiếng, trộn 2 tiếng.
Hồ được sản xuất bằng cách kết hợp nước, soda và thủy tinh lỏng trong bể khuấy nhanh, sau đó từ từ cho đất sét vào và khuấy đều Nếu trong quá trình thêm đất sét xảy ra hiện tượng đặc lại, cần bổ sung thêm thủy tinh lỏng cho đến khi đạt đủ lượng đất sét yêu cầu.
- Sau khi khuấy thì sẽ được cho qua sàng và hệ thống khử từ dể lọc tạp chất từ.
Tiến hành ủ hồ trong thời gian tối thiểu từ 4 đến 6 ngày Hiện tại, nhà máy có 8 bể ủ, mỗi bể có khả năng chứa 50 tấn hồ, và trung bình mỗi ngày nhà máy tiêu thụ khoảng 30 tấn hồ.
- Bể ủ được khuấy liên tục để hồ không bị đóng cặn
Hình 1.5.3 Máy nghiền bi và bể khuấy
Phân xưởng gia công men
Men gốm sứ là lớp thuỷ tinh mỏng, không màu, được hình thành trong quá trình nung, giúp bề mặt sản phẩm trở nên đặc khít và nhẵn bóng Lớp men này không chỉ bảo vệ sản phẩm khỏi bụi bẩn và tác động của kiềm, axit mà còn có giá trị trang trí, làm tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm gốm sứ Hơn nữa, chất lượng của nước men cũng phản ánh giá trị của sản phẩm.
Hình 1.5.3.1 Men được sàng ra máy
Hình 1.5.3.2 Hệ thống bồn cao vị a Quy trình gia công men
Từ đơn phối liệu có sẵn từ phòng thí nghiệm sẽ được công nhân cân và chuyển đến sàng để đưa nguyên liệu vào máy nghiền bi Sau đó, nước sẽ được bổ sung với lượng thể tích đã được tính toán sẵn.
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, cần cài đặt thời gian và vận hành máy nghiền đúng cách Sau một thời gian nghiền, lấy mẫu để kiểm tra độ mịn Nếu độ mịn không đạt yêu cầu kỹ thuật, tiếp tục quá trình nghiền cho đến khi phối liệu đạt tiêu chuẩn mong muốn.
Sau khi máy hoạt động, tiến hành sàng lọc và bơm nguyên liệu lên bể cao vị Tiếp theo, phối liệu men khử sẽ được lấy từ tuần hoàn Cuối cùng, kỹ thuật sẽ kiểm tra chất lượng; nếu đạt yêu cầu, nguyên liệu sẽ được đưa vào sử dụng.
CMC được hòa trộn với nước và khuấy đều để đạt độ đồng nhất, sau đó ủ qua đêm Tiếp theo, men từ bể men sạch và men thu hồi (10%) sẽ được thêm vào và khuấy đều Sản phẩm sau khi khuấy sẽ được sàng lọc và kiểm tra các thông số Nếu đạt tiêu chuẩn, sản phẩm sẽ được chuyển cho bộ phận phun men.
- Tiêu chuẩn men ra máy:
Độ chảy máng nghiên: 60- 90 (mm)
Men sau nung bóng, không nhiễm sắt và tạp chất
Phân tưởng tạo hình
- Trong nhà máy người ta tạo hình bằng phương pháp đổ rót hồ thừa
Đổ rót hồ thừa là quá trình đổ đầy hồ vào khuôn, sau đó nước trong hồ được hút bởi khuôn, tạo ra lớp mộc dày từ 8-12mm Thời gian rút hồ và tháo khuôn phụ thuộc vào chất lượng hồ, khuôn và loại sản phẩm Phương pháp này cho phép tạo hình phần rỗng phức tạp mà không cần lõi khuôn Với những khuôn chất lượng tốt, có thể hút gần 50% nước trong hồ, và sau 25-35 phút, lớp mộc dày 8-12mm có thể được lấy ra, hiện tại trong nhà máy là 9mm.
Để tạo hình sản phẩm, trước tiên cần lau sạch khuôn và làm ẩm bằng nước Sau đó, ghép các mảnh khuôn lại và rót hồ vào Sau một thời gian cho hồ ráo, tháo khuôn và tiến hành lau nước, làm sạch bề mặt, cạo bỏ những phần thừa để hoàn thiện hình dáng sản phẩm Trong quá trình này, cần kiểm tra chất lượng mộc và chỉnh sửa những chỗ nứt vỡ Cuối cùng, mộc sẽ được chuyển đến phân xưởng sấy mộc.
Hình 1.5.4.1 Đổ rót bằng máy
Hình 1.5.4.2 Đổ rót thủ công
Phân xưởng sấy mộc
- Mục đích sấy là làm giảm độ ẩm (nước vật lý) của sản phẩm mộc trước khi nung.
- Hệ thống hầm sấy mộc của nhà máy gồm hai hầm sấy nhỏ, luân phiên hoạt động. Mộc được sấy ở 110-130 o C, trong vòng 8 tiếng.
Mộc từ phân xưởng tạo hình được làm khô tự nhiên sau khi trải qua quá trình tạo hình bằng nhiệt độ môi trường Khi nhà máy ngừng hoạt động, nhiệt độ trong phân xưởng đạt từ 35-40 độ C, và quá trình sấy diễn ra từ 6 giờ chiều.
11 tiếng trước khi đưa vào hầm sấy, độ ẩm mộc trước khi đưa vào hầm sấy là 5%.
- Giai đoạn sấy khởi động: nhiệt độ được nâng từ từ, độ ẩm sản phẩm giảm không đáng kể.
- Giai đoạn sấy tăng tốc: nhiệt độ sấy duy trì ở 70 độ trong 5h sau đó tiếp tục nâng lên
Trong giai đoạn 90 độ trong 3 giờ, sản phẩm sẽ co rút nhiều, vì vậy không nên tăng nhiệt độ đột ngột để tránh gây nứt hoặc biến dạng Nên tăng nhiệt từ từ và chú ý rằng việc tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tốc độ khuếch tán ẩm trong sản phẩm Khi độ ẩm trên bề mặt sản phẩm đạt cân bằng với không khí bão hòa hơi nước, sản phẩm sẽ ngừng co rút.
Trong giai đoạn sấy giảm tốc, tốc độ sấy chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán ẩm, tuy nhiên tốc độ này giảm do lượng nước trong sản phẩm đã giảm đáng kể Sự co rút của sản phẩm trong giai đoạn này là không đáng kể, cho phép quá trình sấy diễn ra nhanh chóng Kết quả sau khi sấy đạt độ ẩm chỉ còn 0,5%.
Kiểm tra mộc và phun men sản phẩm
Sau khi gỗ được lấy ra khỏi hầm sấy, cần kiểm tra kỹ lưỡng để phát hiện nứt, vỡ hoặc biến dạng Tiếp theo, bề mặt gỗ sẽ được làm sạch bằng nước trước khi chuyển sang công đoạn phun men.
Các sản phẩm được phun men ba lần với khoảng cách 2-3 phút giữa mỗi lần, đạt độ dày men từ 0,8 đến 1mm Một số sản phẩm còn được phun thêm lớp men diệt khuẩn Nắp của mỗi sản phẩm được quét một lớp oxit kẽm để chống dính, và mỗi sản phẩm đều có dấu hiệu hàng chữ “Viglacera” Cuối cùng, các sản phẩm sẽ được sắp xếp và đưa lên xe chờ nung.
Hình 1.5.6.1 Phun men thủ công lên sản phẩm
Hình 1.5.6.2 Sản phẩm sau khi phun men
Phân xưởng lò nung
Dựa vào phân bố nhiệt trong lò, lò nung được chia làm 6 vùng:
- Vùng chắn khí đầu lò
- Vùng khói thải và điều hòa
- Vùng nung chính (giữa lò)
- Vùng cuối lò a Khu vực chắn khí đầu lò
Mục đích chính của hệ thống này là hạn chế khí nóng có áp suất cao bên trong lò tràn ra ngoài, từ đó giảm thiểu tổn thất nhiệt và duy trì áp suất ổn định trong lò, tránh gây nguy hiểm Khu vực này hoạt động như một bức tường áp suất, được hình thành nhờ vào hệ thống thổi khí mát mạnh mẽ từ bên ngoài vào, thông qua các vòi được phân bố trên cửa vào.
Quạt ly tâm hút và lọc không khí từ bên ngoài, dẫn khí qua ống chính và phân phối đến các vòi đường kính khoảng 2 cm Khi khí được thổi vào miệng lò, nó tạo ra một màn chắn áp suất, ngăn cản dòng khí nóng từ trong lò thoát ra ngoài.
Khu vực đầu lò b Khu vực khói thải và điều hòa nhiệt :
Khu vực này gồm 5 modul được đánh số từ 2 đến 6.
Khu vực này chịu trách nhiệm hút khí đốt phát sinh trong quá trình nung, tiền nung và đốt sơ bộ sản phẩm bằng nhiệt từ khí đốt Dòng khí di chuyển ngược chiều với xe goòng, đồng thời có thêm dòng khí được thổi vào với tốc độ cao dưới xe và trên mặt xe để điều chỉnh nhiệt độ gas đốt, giúp san bằng sự chênh lệch nhiệt độ Các đường ống hút sản phẩm cháy được lắp đặt cùng với quạt hút riêng biệt.
Tầng thấp của modul được trang bị nhiều vòi đốt hoạt động với áp suất khí cao, trong khi tầng trên có thể lắp đặt đường ống thổi khí để ngăn chặn sự tích tụ khí thải và đảm bảo nhiệt độ đồng đều giữa các tầng trong cùng một modul Vùng nung chính nằm ở giữa lò.
Các modul lắp đặt ở trên và dưới của lò có chức năng cấp nhiệt và tự ngắt khi nhiệt độ quá cao Nguồn nhiên liệu sử dụng là gas và điện, trong khi lò được thiết kế với lớp cách nhiệt dày 30 phân Các vòi đốt được phân chia theo từng khu vực và điều khiển riêng biệt bằng thiết bị tự động Khu vực làm nguội nhanh không có vòi đốt, thay vào đó sử dụng hệ thống ống thổi khí để làm nguội sản phẩm trong giai đoạn lưu nhiệt và chờ.
Khí làm nguội được lấy từ môi trường bên ngoài và đưa vào lò để giảm nhiệt độ sản phẩm Sau khi làm nguội, lượng khí này được thải ra ngoài thông qua quạt hút công suất lớn ở cuối lò Khí này còn được tận dụng cho các quá trình sấy mộc, sấy khuôn và sấy tiền nung.
Khu vực l m nguội có hệ thống dẫn nhiệt để tận dụng cho hầm sấy. b Khu vực làm nguội chậm
Khu vực này không có péc đốt và đường ống bên thân lò, giúp sản phẩm được làm nguội tự nhiên bằng khí mát, ngăn ngừa ứng suất cơ do sự chênh lệch nhiệt độ Các modul làm nguội cuối lò đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
Trong khu vực này, nhiệt độ của sản phẩm được hạ xuống một mức nhất định để hoàn tất quá trình làm nguội Không có péc đốt trong khu vực này, và tại cuối lò được lắp đặt quạt hút khí nóng.
Hình 4.3: Sơ đồ bố trí lò nung
Sơ đồ lò nung cho thấy quy trình sản xuất sau khi phun men, sản phẩm cần được để khô hoàn toàn trước khi chất lên xe gòong Dưới mỗi sản phẩm, một miếng mộc bằng phẳng và những miếng xốp được sử dụng để hạn chế biến dạng Sau đó, xe gòong sẽ được đưa vào hầm sấy tiền nung trong khoảng 7-8 tiếng ở nhiệt độ 100-110 độ C Cuối cùng, sản phẩm sẽ được đưa vào lò nung, nơi nhiệt độ sẽ được gia tăng từ từ cho đến 1210 độ C.
Nhiệt độ trong lò đạt 1220 độ C trước khi sản phẩm được làm lạnh và ra khỏi lò Quá trình từ khi bắt đầu hầm sấy cho đến khi sản phẩm ra khỏi lò mất khoảng 17-20 tiếng Năng suất của lò là 66-68 xe gòong mỗi ngày, với khoảng cách giữa các xe là 20 phút.
Quá trình chuyển hóa của các hạt trong quá trình nung
Sản phẩm sứ được chế tạo chủ yếu từ đất sét và cao lanh, hai nguyên liệu thiết yếu trong quá trình sản xuất Để đảm bảo quy trình nung đạt hiệu quả cao, cần hiểu rõ các quá trình chuyển hóa khoáng sét trong quá trình nung.
Khi nung khoáng sét có thể xảy ra các hiện tượng chính như sau:
- Biến đổi thể tích kèm theo mất nước lý học.
- Biến đổi thành phần khoáng gồm mất nước hóa học, biến đổi cấu trúc tinh thể
- Các cấu tử phản ứng với nhau cho ra pha mới.
- Xảy ra quá trình kết khối
- Theo biểu đồ phân tích nhiệt (DTA) của khoáng Kaolinite có hai hiệu ứng nhiệt chính:
Hiệu ứng thu nhiệt ở nhiệt độ khoảng 500 0 C đến 600 0 C ứng với quá trình mất nước hóa học và biến đổi thù hình của cấu trúc tinh thể SiO2 ở 573 0 C
Ở 5730 C rất quan trọng trong quá trình nung gốm sứ vì các sản phẩm dễ bị nứt và hỏng.
Hiệu ứng tỏa nhiệt thứ nhất ơ nhiệt độ khoảng 900 0 C đến 1000 0 C metakaolinite chuyển thành dạng spinel.
Hiệu ứng tỏa nhiệt thứ hai liên quan đến sự hình thành và tăng cường khoản mulita Khi được nung ở nhiệt độ cao, mulita nguyên sinh có cấu trúc váy xếp lớp sẽ tái kết tinh thành mulita thứ sinh với hình dạng thù hình kim.
Các phản ứng khi nung khoáng sét phụ thuộc vào nhiệt độ tối đa, tốc độ nâng nhiệt và thời gian giữ ở nhiệt độ đó Ban đầu, phản ứng diễn ra trong trạng thái rắn, sau đó có sự xuất hiện của pha lỏng Thông thường, các phản ứng không đạt đến trạng thái cân bằng pha hoàn toàn.
Giai đoạn nâng nhiệt ban đầu lên 500 o C là quá trình dehydrat hóa, trong đó nước và các tạp chất hữu cơ bị tách ra và phân hủy Tốc độ nâng nhiệt được khuyến nghị là từ 2,5 đến 3 o C mỗi phút, tương đương với khoảng 150 đến 180 o C mỗi giờ.
Giai đoạn nâng nhiệt 500 o C 600 o C: xảy ra quá trình biến đổi dạng thù hình quartz quartz Tốc độ nâng nhiệt khoảng 90 o /giờ.
Giai đoạn 600 o C 950 o C: là giai đoạn gia nhiệt đơn thuần, có thể đẩy tốc nhanh tốc độ nâng nhiệt đến 300 o C/giờ.
Giai đoạn từ 950 oC đến 1140 oC là giai đoạn hãm nhiệt quan trọng để hoàn tất quá trình tách nước hóa học và đảm bảo carbon cháy hết, với môi trường nung oxy hóa mạnh Tốc độ nâng nhiệt trong giai đoạn này đạt 180 oC/giờ.
Giai đoạn 1212 o C: là giai đoạn lưu nhiệt để đảm bảo quá trình kết khối của xương.
Giai đoạn 1212 o C 670 o C: là giai đoạn làm nguội nhanh, tốc độ làm nguội từ
Giai đoạn 670 o C 450 o C: có sự biến đổi thù hình ngược lại từ quartz quartz,là giai đoạn nguy hiểm nên cần làm nguội với tốc độ chậm 80 o C 90 oC/giờ.
Giai đoạn 450 o C 100 o C: là giai đoạn làm nguội bình thường với tốc độ làm nguội khoảng 180 o C /giờ.
Phân xưởng phân loại sản phẩm
Sản phẩm sau nung sẽ được phân loại để kiểm tra và nhận diện các lỗi Những sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng sẽ được lắp ráp với các chi tiết phụ tùng, sau đó được dán nhãn và đóng gói Ngược lại, các sản phẩm bị khuyết tật như biến dạng hoặc nứt vỡ sẽ được xử lý để tái chế.
Câu 2: Trình bày những điểm giống nhau và khác nhau
(nguyên liệu, quy trình công nghệ, tính chất, thiết bị,… ) của các quy trình sản xuất gạch ngói, gạch ốp lát, sứ vệ sinh, sứ mỹ nghệ dân dụng.
Điểm giống nhau
Đều là có thể gọi là vật liệu silicate
Cả bốn loại vật liệu này đều có thành phần khoáng tương tự, dẫn đến những đặc tính chung như khả năng chịu nhiệt cao, độ thẩm thấu thấp, độ đàn hồi và độ giòn thấp, cùng với độ bền và độ cứng cao Chúng cũng có khả năng kháng hóa chất và sốc nhiệt tốt.
Cả bốn quy trình đều có những điểm tương đồng quan trọng, bao gồm các bước chính như phối trộn nguyên liệu, sấy khô và nung để tạo ra sản phẩm cuối cùng.
Cả bốn loại vật liệu đều trải qua các quá trình hóa lý quan trọng: Từ 100°C-200°C, diễn ra giai đoạn sấy để loại bỏ nước vật lý và nước hóa học Tiếp theo, trong khoảng 200°C-400°C, các chất hữu cơ trong đất sét được đốt cháy và các muối sunfit, đặc biệt là pyrit sắt (FeS), được phân hủy Tại 573°C, sản phẩm bắt đầu biến đổi thù hình, dẫn đến nguy cơ nứt vỡ Cuối cùng, từ 700-900°C, cacbonat canxi và dolomit bị phân hủy.
Điểm khác nhau
Gạch ngói xây dựng Gạch ốp lát Sứ vệ sinh Sứ mỹ nghệ dân dụng
Nguyên liệu chủ yếu Đất sét Đất sét, tràng thạch, đá vôi (nếu là gạch ốp tường)
Cao lanh, đất sét, tràng thạch, cát
Cao lanh, tràng thạch, cát
Cơ sở hóa lý và sự biến đổi hóa lý khi nung
Gạch ngói được tạo ra khi nung hỗn hợp đất sét, cao lanh và phụ gia được phối trộn tại nhiệt độ 950-
Gạch ngói được nung tại nhiệt độ
950-1050°C vì tại đây đất sét sẽ bắt đầu Hiệu ứng nhiệt thứ hai (tỏa nhiệt): ở khoảng
950°C-1050°C tương ứng với quá trình phân hủy mêta calinhit thành các ôxit hoă ̣c mulít nguyên sinh 2Al2O3
Gehlenit còn chuyển thành diopsit
Gạch ốp lát được tạo ra khi nung hỗn hợp Đất sét, tràng thạch, đá vôi và phụ gia được phối trộn tại nhiệt độ 1190°C.
Tại nhiệt độ 1100°C -1200°C Hiệu ứng thứ ba (tỏa nhiệt) xuất hiện, hiệu ứng nhiệt này sẽ tạo mulít 2Al2O3 3SiO2 khá rõ cùng với sự tạo cristobalít (SiO2)
Sứ vệ sinh được tạo ra khi nung hỗn hợp Đất sét, tràng thạch, đá vôi và phụ gia được phối trộn tại nhiệt độ 1190°C.
Tại nhiệt độ 1100°C -1200°C Hiệu ứng thứ ba (tỏa nhiệt) xuất hiện, hiệu ứng nhiệt này sẽ tạo mulít 2Al2O3 3SiO2 khá rõ cùng với sự tạo cristobalít (SiO2)
Sứ mỹ nghệ được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp tràng thạch, cát, cao lanh và phụ gia ở nhiệt độ 1280°C Nhiệt độ này cho phép SiO2 vô định hình chuyển hóa thành cristobalít, tạo ra sản phẩm sứ có độ bền và tính thẩm mỹ cao.
Phương trình phản ứng đặc trưng của từng loại vật liệu
2(Al¿ ¿2O 3 2SiO 2 )→2Al 2 O 3 3SiO 2 +SiO 2 ¿ tại 950°C-1050°C.
2CaO Al 2 O 3 SiO 2 →CaO MgO.2SiO 2
3(Al¿¿2O 3 2SiO 2 )→3Al 2 O 3 2SiO 2 +5SiO 2 ¿
Tại 1100°C -1200°C (SiO2 tồn tại ở dạng vô đinh hình)
3(Al¿¿2O 3 2SiO 2 )→3Al 2 O 3 2SiO 2 +5SiO 2 ¿
Tại 1100°C -1200°C (SiO2 tồn tại ở dạng vô đinh hình)
3(Al¿¿2O 3 2SiO 2 )→3Al 2 O 3 2SiO 2 +5SiO 2 ¿
Tại 1100°C -1200°C(SiO2 tồn tại ở dạng vô đinh hình)
SiO 2 → SiO 2 khi nhiệt độ lớn hơn
Thủ công, hoặc sử dụng máy ép Thường sử dụng phương pháp ép bán khô
Thường sử dụng phương pháp đổ rót Tùy vào hình dạng của sản phẩm yêu cầu, ta sẽ chọn một trong các phương pháp sau:
phương pháp ép khô, ép bán khô.
Nghiền Thường sẽ không sử dụng thiết bị nghiền do nguyên liệu chính là đất sét có độ mịn tự nhiên đã đạt yêu cầu
Thường dùng máy nghiền bi và có yêu cầu độ mịn cần thiết cho nguyên liệu là: d< 63m (lọt sàng l0,000 lỗ/cm 2 ) máy nghiền bi
Thường dùng máy nghiền bi và có yêu cầu độ mịn cần thiết cho nguyên liệu là: d< 63m (lọt sàng l0,000 lỗ/cm 2 ) máy nghiền bi
Thường dùng máy nghiền bi, lọc ép khung bản để tạo một hỗn hợp đồng nhất về độ ẩm và ứng suất cơ
Do thường không sử dụng thiết bị nghiền nên các nguyên liệu từ bồn chứ sẽ được đưa vào máy trộn đất sét
Trong quá trình sản xuất gạch ốp lát, nguyên liệu được nghiền và phối trộn để tạo ra hỗn hợp hồ, vì vậy không cần thiết bị phối trộn riêng biệt.
Trong quy trình sản xuất sứ vệ sinh, nguyên liệu được nghiền và phối trộn để tạo ra hỗn hợp hồ, do đó không cần thiết bị phối trộn riêng biệt.
Trong quy trình sản xuất sứ vệ sinh, nguyên liệu được nghiền và phối trộn để tạo ra hỗn hợp hồ, do đó không cần sử dụng thiết bị phối trộn.
Thiết bị tạo hình Hình dạng của vật liệu đơn giản nên có thể tạo hình thủ công hoặc sử dụng máy ép lento để tạo hình vật liệu
Hình dạng yêu cầu của vật liệu khá đơn giản nên được tạo hình bằng máy ép máy ép gạch ốp lát
Do cấu trúc hình dạng phức tạp nên thường sẽ được tạo hình bằng phương pháp đổ rót
Vật liệu này có hình thù đa dạng, do đó, việc sử dụng các phương pháp tạo hình khác nhau là cần thiết Tùy thuộc vào từng loại hình thù, sẽ có các thiết bị tạo hình riêng biệt Ngoài ra, việc tạo hình còn có thể thực hiện thủ công thông qua các phương pháp như đổ rót, ép dẻo và ép bán khô.
Thiết bị sấy sản phẩm
Thường được sấy tự nhiên nên không có thiết bị đặc thù
Máy sấy gạch hầm ngang
Quá trình sấy sẽ được thực hiện trong lò Tunen
Tuy có độ đa dạng về hình dáng của sản phẩm nhưng đa số sẽ áp dụng phương pháp sấy hầm
Men và thiết bị tráng men
Thường không sử dụng men cho sản phẩm
Gạch sẽ được tráng qua 3 lớp men
Một lớp men trang trí tùy mẫu thiết kế
Và gạch sẽ được trang bằng thiết bị trang men
Thường sản phẩm sẽ được phun màu thủ công đối hoặc phun máy
Do yêu cầu về tính thẩm mỹ khá cao nên đây là loại sản phẩm sử dụng nhiết phương pháp và thiết bị để phủ men nhất.
Thường được nung bằng lò gián đoạn như lò nằm, lò đứng Ngoài ra đã có 1 số nhà máy đã áp dụng lò
Tunen hoặc một số biến thể khác vào nung gạch ngói xây dựng
Thường được nung bằng lò con lăn, đây là một phiên bảng lò Tunen dành cho việc nung gạch ốp lát
Thường sử dụng lò Turnen để nung sản phẩm
Thường sẽ sử dụng lò nung bằng điện, lò con thôi, lò Tunen
Lò điệnThiết bị Không có thiết bị Máy sấy Phun Khuôn tạo hình Máy lọc ép khung đặc thù đặc thù
Nhằm mục đích tạo hạt hồ và làm giảm độ ẩm của hạt nhằm mục đích ép bán khô
Nhằm mục đích tạo hình cho sản phẩm dễ dàng hơn bản
Làm giảm độ ẩm của huyền phủ để có thể dễ dàng tạo hình hơn
Khác nhau về qui trình công nghệ
Qui trình sản xuất gạch ngói là quy trình cơ bản nhất trong sản xuất gốm sứ, do đó, các bước trong quy trình này cũng được áp dụng trong các quy trình sản xuất gốm sứ khác.
Do yêu cầu về tính thẩm mỹ nên vật liệu gạch ốp lát có thêm công đoạn in màu bằng men màu trong qui trình sản xuất
Hình dạng là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quy trình sản xuất sứ vệ sinh, đòi hỏi phải có công đoạn tạo khuôn do yêu cầu về khoảng trống trong vật liệu Sản phẩm này thường không yêu cầu màu sắc sặc sỡ, vì vậy quy trình tráng men màu ít được áp dụng Tuy nhiên, đây là sản phẩm đa dạng nhất về hình dạng và màu sắc Một số sản phẩm có hình dạng không thể ép dẻo hay éo bán khô, do đó cần thiết phải có công đoạn tạo khuôn, và để đáp ứng yêu cầu cao về tính thẩm mỹ, quy trình trang trí men màu cũng được thêm vào.
42 Quy trình sản xuất sứ mỹ nghệ dân dụng
Quy trình sản xuất sứ vệ sinh Đất sét-Cao lanh Tràng thạch-cát Định lượng
Lọc tạp chất từ Ủ hồ
In màu Ép tạo hình Định lư ợng
