CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
II. Các khâu công đoạn cụ thể
2.1. Quy trình công nghệ hồ đổ rót
Để tăng năng suất, nhà máy đã tiến hành nghiền riêng nguyên liệu gầy và nguyên liệu dẻo:
Trước hết, nguyên liệu dẻo được khuấy riêng trong bể khuấy nhanh. Nguyên liệu dẻo chủ yếu là đất sét. Sau khi điều chỉnh để đạt được các thông số kỹ thuật thích hợp sẽ được sàng và bơm xuống ủ trong bể chứa 1.
Nguyên liệu gầy được nghiền trong máy nghiền bi. Nguyên liệu gồm có Feldspar xương, cao Lanh, silica, samot cùng với thủy tinh lỏng đã được tính toán để phối liệu theo toa.
Sau khi đạt được những thông số kỹ thuật thích hợp (khối lượng riêng d = 1.700 – 1.770;
độ nhớt V(oG) > 310; sót sàng 45(%) khoảng 4 – 6, sót sàng 63(%) khoảng 1.5 – 2.5) sẽ được chuyển qua bể khuấy nhanh, cùng lúc đất sét trong bể chứa 1 cũng được bơm lên để tiếp tục nghiền trộn trong bể khuấy nhanh.
Tương tự, sau khi đã đạt được những thông số kỹ thuật thích hợp do hiệu chỉnh lượng thủy tinh lỏng và nước cùng với phần trăm thích hợp hồ trả về đã tính toán trước trong bài phối liệu (hồ thừa trong quá trình đổ rót được thu hồi và chứa trong bể chứa 8) sẽ được sàng và chứa trong bể chứa 3 và 4. (Thông số khối lượng riêng d = 1.765 – 1.770; độ nhớt V(oG)
> 320; Thixotropy (1) = 15 – 20; Thixotropy (6) = 70 – 80).
Lưu ý: Bể 1: đất sét, khuấy. Bể 2: mộc hỏng khuấy. Bể 3,4: hồ nguyên thủy. Bể 5,6,7: hồ đã pha chế thành hồ đổ rót. Bể 8: hồ thu hồi.
Hồ nguyên thủy từ bề chứa 2 và 3 được sàng rung và khử từ để chuyển qua ba bể chứa 4, 5 hoặc 6, từ đây hồ được điều chỉnh lần cuối cùng để đạt thông số kỹ thuật thích hợp (khối lượng riêng d = 1.77 – 1.78; độ nhớt V(oG) > 320, Thixotropy (1) = 15 – 20; Thixotropy (6)
= 70 – 80; sót sàng 45(%) khoảng 5 – 7, sót sàng 63(%) khoảng 1 – 3) sau thời gian ủ tối thiểu 48h sẽ được cấp cho khu vực đổ rót.
Bể khuấy Nhanh Nguyên liệu dẻo
Nguyên liệu gầy Nguyên liệu dẻo
Mộc hỏng
Máy nghiền 1 Máy nghiền 2
sàng sàng
Bể ủ 4 Hồ đổ rót
Bể ủ 3 Hồ sàng 1
lần
Bể ủ 2
Hồ sàng 1 lần Bể ủ 1 Đất sét
Sàng - khử từ sàng
Bể ủ 5
Hồ đổ rót Bể ủ 8
Hồ trả về Bể ủ 7
Hồ mộc hỏng Bể ủ 6
Hồ đổ rót
Hồ máy nghiền Hồ nguyên thủy
Hồ mộc hỏng
Đất sét
Hồ trả về từ px đổ rót
Hồ cấp đổ rót
Cơ sở của quá trình nghiền
Phối liệu gốm sứ được tạo hình từ nguyên liệu dạng bột mịn, mức độ mịn tùy thuộc vào tính chất và phạm vi sử dụng của sản phẩm. Độ mịn càng cao thì bề mặt riêng của phối liệu càng lớn, khi nung phản ứng xảy ra giữa các hạt dễ dàng hơn. ( hạt mịn tạo nên cường độ tốt hơn. Không quá mịn sẽ làm cho độ co sản phẩm lớn, không phù hợp xương và men).
Kỹ thuật nghiền chia làm 3 loại: nghiền thô, nghiền trung bình và nghiền mịn. Về phương thức nghiền có thể tiến hành nghiền riêng rồi khuấy trộn hoặc nghiền chung các loại nguyên liệu cùng một lúc. Về phương pháp nghiền bao gồm:
nghiền ướt hay nghiền khô, nghiền gián đoạn hay nghiền liên tục.
Trong công nghệ sản xuất sứ vệ sinh phương pháp nghiền bi ướt được áp dụng rộng rãi vì tính hiệu quả của nó.
Những ưu nhược điểm của phương pháp nghiền bi ướt
Ưu điểm
Phối liệu đạt được sự đồng nhất cao do tác dụng kết hợp của quá trình nghiền và trộn đều.
Việc tháo liệu thuận tiện đặc biệt khi được hỗ trợ bởi khí nén (Lỗ tháo không cần lớn, bi được giữa lại, vệ sinh dễ dàng).
Tiết kiệm năng lượng sấy nguyên liệu đem nghiền (chỉ cần biết chính xác độ ẩm của nguyên liệu để tính toán toa phối liệu)
Tiêu tốn năng lượng để nghiền ít hơn so với nghiền khô.
Có thể sử dụng ngay phối liệu sau khi nghiền xong, nhất là đối với phương pháp đổ rót.
Nhược điểm
Lượng hao mòn bi và vách lót nhiều hơn nghiền khô (có thể hơn gấp 5 lần). Do đó cần lựa chọn vật liệu bi và lớp lót có thành phần và tính chất gần giống nguyên liệu đem nghiền (Xem lượng hao hụt này như một cấu tử phối liệu) và cần tính toán bổ sung bi nghiền kịp thời để đảm bảo hiệu suất nghiền.
Lượng nước sử dụng trong quá trình nghiền lại phải được tách ra ở các công đoạn sau của quá trình sản xuất (đổ rót, sấy, nung…)
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nghiền
Tỷ lệ giữa nguyên liệu và bi
Để đạt hiệu suất cao nhất,hũ nghiền cần được nạp lượng bi nghiền chiếm khoảng 45% thể tích máy nghiền bi. Phối liệu được nạp thêm vào để lấp đầy khoảng trống giữa khối bi nghiền (Có thể chiềm đến 40% thể tích khối bi bi nghiền chiếm chỗ trong hũ) cộng thêm vào khoảng 5% thể tích hũ. Do đó dung tích hũ bị chiếm bởi phối liệu là (40/100x45)+5=23%.
Tuy nhiên, trong thực tế còn tùy tình trạng hủ nghiền, loại vật liệu bi nghiền, tính chất phối liệu mà tỷ lệ này thay đổi khác nhau.
Tốc độ quay của hũ nghiền
Việc nghiền sẽ đạt hiệu quả cao nhất khi tốc độ quay của hũ bằng 60 đến 70% tốc độ tới hạn. Tốc độ tới hạn là tốc độ thấp nhất, tại đó vật liệu nghiền bị ly tâm.Tại tốc độ tới hạn hầu như tác dụng nghiền sẽ mất đi do vật liệu bị ly tâm và trượt dọc theo vách hũ rơi xuống trước khi chúng đạt đến độ cao tối đa trong hũ nghiền. Đây là yếu tố quan trọng trong quá trình nghiền bi.
Tốc độ tới hạn được tính theo công thức:
54,18 N R
Trong đó:
R: bán kính trong của hũ nghiền (đơn vị tính bằng feet)-(1m=3.28 feet).
N: Tốc độ tới hạn (đơn vị bằng vòng/phút)
Nghiền hồ đổ rót
Tất cả nguyên liệu sau khi đã được kiểm tra, sẽ được cân chính xác theo toa phối liệu. Sau đó chúng được đưa vào máy nghiền bi để thực hiện quá trình nghiền.
Tỉ lệ bi và nguyên liệu thực tế tùy thuộc vào tính chất nguyên liệu, tình trạng hũ nghiền và bi. Thời gian nghiền phối liệu phụ thuộc vào tính chất nguyên liệu, độ ẩm, tỷ lệ bi: nguyên liệu.
Sau một khoảng thời gian nghiền hồ được kiểm tra một số thông số kỹ thuật trước khi bơm ra khỏi hũ.
Ủ - xử lý
Hồ sau khi ra máy nghiền cần có thời gian để ủ. Thời gian ủ hồ ít nhất là 48h, sau đó được cân chỉnh, xử lý sao cho hồ đổ rót đạt một số yêu cầu sau:
Hồ ủ mục đích để cho hồ được đồng nhất, đất sét tăng cường độ.( tăng độ bền uốn).
Hồ cần phải có hàm lượng chất rắn cao (tỉ trọng cao) nhằm tránh cho khuôn thạch cao khỏi phải hút quá nhiều nước trong quá trình đổ rót. Điều này dẫn đến khuôn mau bão hòa nước và phải sấy khuôn thường xuyên dẫn đến tuổi thọ khuôn sẽ kém.
Hồ phải đủ độ linh động để có thể vận chuyển dễ dàng trong đường ống, dễ điền đầy mọi ngóc ngánh trong khuôn. Nếu hồ kém linh động thì hồ thừa sẽ khó thoát khỏi khuôn, hay giữ lại những bọt khí mà kết quả sau sấy và nung để lại lỗ mọt trên bề mặt sản phẩm.
Hồ phải bền, nghĩa là các hạt rắn không được lắng khi hồ ở trạng thái tĩnh.
2.2. Quy trình công nghệ sản xuất men
Từ đơn phối liệu ta đem cân rồi chuyển tới palang, rồi palang sẽ vận chuyển phối liệu đến nơi quy định. Sau đó phối liệu từ palang sẽ được palang chuyển tới sàn thao tác cho nguyên liệu vào máy nghiền bi rồi cho nước vào với lượng thể tích đã được tính toán theo toa.
Cài đặt thời gian vận hành máy nghiền. Sau một thời gian nghiền lấy mẫu ra kiểm tra. Nếu không đạt về yêu cầu kỹ thuật thì ta tiếp tục quá trình nghiền cho đến khi phối liệu có độ mịn đạt yêu cầu kỹ thuật, nguyên liệu đạt yêu cầu ta cho ra máy.
Sau khi ra máy ta đem đi sàng và bơm lần 1 (200 lỗ/cm2). Sau quá trình sàng ta cho vào bể ủ men, rồi tiếp tục sàng và bơm lần 2 (100 lỗ/cm2).
Kết thúc quá trình sàng ta đem đi khử từ lần 1 (tuần hoàn) và khử từ lần 2 (đảo).
Quá trình khuấy được tiếp tục sau khi đã khử từ hoàn tất, trong bể khuấy trước khi khuấy đã có 10% men thu hồi và có khoảng 3 – 4% keo. Sau khi khuấy một thời gian ta đem kiểm tra các thông số kỹ thuật. Nếu không đạt ta tiếp tục khuấy và kiểm tra các thông số. Lượng men đã đạt đầy đủ các yêu cầu về thông số kỹ thuật thì được cung cấp cho bộ phận phun men.
Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất men
2.3. Quy trình công nghệ sản xuất khuôn
Nguyên vật liệu gồm có thạch cao, nước, khuôn mẹ. Khuôn mẹ trước khi thao tác phải được vệ sinh sạch sẽ, tránh để bụi bẩn hay chất nhờn còn bám lên khuôn mẹ sẽ làm sản phẩm khuôn không đạt yêu cầu, ta gắn khóa và lỗ công tắc vào khuôn mẹ để chuẩn bị quá trình tạo khuôn.
Thạch cao và nước được cân định lượng theo khối lượng đã được tính toán, sau đó đem hỗn hợp đó đi khuấy và hút chân không.
Hỗn hợp sau khi khuấy đã đồng nhất ta tiến hành quá trình đổ khuôn. Sau một thời gian ta kiểm tra, nếu đạt ta chuyển qua quá trình sấy ở nhiệt độ 45 – 50oC, nếu không đạt thì ta sửa lại rồi kiểm tra cho đạt yêu cầu.
Sau quá trình sấy ta sẽ kiểm tra, nếu chưa đạt ta vẫn tiếp tục sữa chữa rồi kiểm tra cho đạt yêu cầu. Những khuôn đã đạt yêu cầu về chất lượng sẽ được đem đi tạo hình mộc.
Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất khuôn thạch cao