Vật liệu chịu lửa - Chương 3 docx

Chương 3. VLCL Sămôt

Sămôt là loại VLCL chứa AL
2
O
3
30-40% , sản xuất từ đất sét và cao lanh
chịu lửa cộng với phụ gia gầy Sămôt (tức đất sét đã nung đến kết khối) hoặc đất
sét không dẻo cộng chất kết dính là đất sét và cao lanh. Sămôt là sản phẩm nằm
trong họ alumosilicat. Tùy theo hàm lượng Al
2
O
3
trong sản phẩm mà họ này chia
làm 3 loại như sau:
- Bán axit Al
2
O
3
≤30% (15-30%)
-Sămôt Al
2
O
3
= 30-45%
- Cao Alumin Al
2
O
3
>45%
I/ Thành phần pha của các loại gạch chịu lửa alumosilicat

VLCL thuộc nhóm alumosilicat có cấu tạo chủ yếu từ SiO
2
và Al
2
O
3 .
Các
oxyt khác có trong sản phẩm là các tạp chất. Thành phần và hàm lượng của tạp
chất này phụ thuộc vào độ tinh khiết của nguyên liệu ban đầu. Hàm lượng Al
2
O
3

dao động trong khoảng lớn từ 10-15% ở sản phẩm bán axit đến 99-100% ở sản
phẩm cao alumin. Sự thay đổi thành phần hóa học của sản phẩm alumosilicat
tương ứng với sự thay đổi thành phần pha của chúng. Từ thành phần pha ta có thể
phán đoán được tính chất của sản phẩm.
Trong kỹ thuật sản xuất sản phẩm alumosilicat chủ yếu dựa vào biểu đồ
trạng thái 2 cấu tử Al
2
O
3
-SiO
2
. Từ biểu đồ này cho phép ta xác định được sự biến
đổi thành phần pha và tính chất của chúng.

Qua biểu đồ này ta thấy:
- Đối với thành phần chứa Al
2

O
3
từ 5,5-71,8% có 1 pha bền vững đến
1850
0
C là mulit A
3
S
2
(71,8% Al
2
O
3
+28,2 % SiO
2
). Lượng mullit tạo thành phụ
thuộc vào hàm lượng Al
2
O
3
. Ở nhiệt độ cao, ngoài lượng mullit ra chúng còn
tạo 1 lượng pha lỏng có thành phần gồm lượng SiO
2
dư lại sau khi đã kết tinh
mullit và phần lớn các oxyt tạp chất. Các oxyt tạp chất đóng vai trò chất trợ dung
làm cho pha lỏng xuất hiện sớm hơn.Nếu không có chúng pha lỏng chỉ xuất hiện
ở1595
0
C ứng với 5,5% Al
2

O
3
và 94,5% SiO
2

- Với Al
2
O
3
> 72% có 2 pha bền vững hơn cả là mullit và corun.
- Trong phạm vi thành phần có Al
2
O
3
từ 72-78% , mullit tạo thành dung
dịch rắn với corun, pha lỏng chỉ xuất hiện ở 1850
0
C và thành phần ứng với điểm
nóng chảy là 79% Al
2
O
3
+ 21% SiO
2
. Như vậy vật liệu chứa Al
2
O
3
trên 72% sẽ có
nhiệt độ mềm rất cao. Tuy nhiên thông thường trong nguyên liệu còn có tạp chất

với 1 lượng từ 2-3% nên nó hạ thấp điểm nóng chảy xuống và tăng lượng pha lỏng
lên. Đó là nguyên nhân làm nhiệt độ mềm của gạch mullit hạ xuống còn 1620-
1650
0
C.
Khảo sát biểu đồ trạng thái Al
2
O
3
-SiO
2
cho ta kết luận: Nếu tăng hàm
lượng Al
2
O
3
sẽ tăng nhiệt độ chịu lửa và nhiệt độ mềm của các vật liệu
alumosilicat. Tuy rằng tính chất của vật liệu này không chỉ phụ thuộc vào hàm
lượng Al
2
O
3
mà còn phụ thuộc vào hàm lượng và tính chất của các tạp chất.

II/ Nguyên liệu sản xuất VLCL Sămôt
Là đất sét và cao lanh chịu lửa
1/ Nguồn gốc:
Đât sét chịu lửa là các mảnh vỡ của quặng trầm tích, là các loại hydro
alumosilicat phân tán rất cao, khi hợp nước nó cho ta một khối dẻo, duy trì được
hình dạng sau khi sấy và có cường độ như đá sau khi nung.

Quặng đầu tiên tạo thành đất sét hay cao lanh chịu lửa là đá hoa cương (granit), đá
nai. Ban đầu chúng bị phân hủy thành các quartz, mica, tràng thạch. Sau đó dưới
tác dụng của nước, CO
2
trong môi trường chúng tiếp tục bị phân hủy. Ví dụ trường
hợp của trường thạch:
K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
+ 2 H
2
0 + CO
2
= Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
0 + K
2
CO
3

+ 4SiO
2

K
2
CO
3
là chất hòa tan nên bị dòng nước mang đi, cất còn lại là cao lanh
Khoáng chủ yếu trong cao lanh là caolinit AS
2
H
2
ngoài ra còn có:
-Galuazit Al
2
O
3
.2 SiO
2
.4H
2
0 (rất hiếm)
-Pirôfilit Al
2
O
3
.4 SiO
2
.H
2

0 (chỉ dùng trong gốm tinh)
-Môntmôrilonit Al
2
O
3
.4 SiO
2
.n H
2
0 (không chịu lửa)
- Mônotermit 0,2 K
2
0. Al
2
O
3
.3 SiO
2
.1,5 H
2
0 (chịu lửa)
Cao lanh ở chỗ phân hủy đầu tiên tạo thành các mỏ ngay vùng núi phong
hóa gọi là cao lanh bán phong hóa. Khi chúng bị cuốn đi theo dòng nước và không
khí đến vùng xa hơn ta có cao lanh phong hóa hoàn toàn. Vì vậy cao lanh bán
phong hóa ít tạp chất hơn cao lanh phong hóa hoàn toàn.
Đất sét chịu lửa khác cao lanh ở những điểm sau:
- Có độ phân tán cao hơn
-Hàm lượng tạp chất nhiều hơn: Fe 3 đến 5 %; K
2
0,Na

2
0, Ca0, Mg0 3 đến
4 %. Trong cao lanh ,sắt <1%, các oxyt khác <1-1,5%
-Không có hoặc có rất ít các quặng dư: Các quartz, đá dăm, tràng thạch,
mica…là các quặng trường thạch trong cao lanh.
-Khó làm giàu hơn cao lanh. Có thể làm giàu cao lanh với hàm lượng
caolinit đạt 95-98% lượng lí thuyết.
2/ Thành phần hóa và thành phần khoáng
Trong thiên nhiên không khi nào gặp cao lanh hay đất sét có thành phần
đúng dạng AS
2
H
2
( 39,5% Al
2
O
3
, 46,6% SiO
2
, 13,9% H
2
0) mà thường lẫn các tạp
chất khác.
Thông thường : SiO
2
chiếm đến 70% hoặc hơn, ở dạng quartz, chúng sẽ
làm giảm độ dẻo và độ chịu lửa, tăng độ kết khối, một vài trường hợp làm tả đất
sét khi nung ở nhiệt độ cao.
Hàm lượng Al
2

O
3
dao động rất lớn:
- Ở loại đất sét cao bazơ: >40%
- Loại bazơ: 30-40%
- Loại bán axit 15-30%
- Loại axit: <15%
Hàm lượng nhôm càng tăng, độ chịu lửa của đất sét càng tăng. Al
2
O
3
trong
đất sét ở dạng caolinit, hydro alumosilicat, đôi khi ở dạng hydrat nhôm.
Các tạp chất: 6-7% gồm sắt, vôi, manhê, natri, titan… Sắt ở dạng pyrit,
mackazit (Fes, FeC0
3
) trong đất sét chịu lửa tính ra Fe
2
0
3
= 0,3-3,5%, trong cao
lanh 0,5-1,5 %.Kiềm 0,5-3,5 %. TiO
2
0,1-2 % . Ca0, MgO :0,5-1,5 %
Các tạp chất hữu cơ khác: như than đá, than bùn, cây cối mục nát 10-15%
Các oxyt titan, sắt xúc tiến quá trình tạo mullit, CaO và các chất chứa kiềm
đều cản trở quá trình mullit hóa, gây khó khăn cho quá trình kết khối của sản
phẩm Sămôt khi nung.
3/ Độ phân tán của đất sét
Được đặc trưng bằng kích thước hạt của chúng, Độ phân tán có 1 giá trị

lớn để đánh giá độ dẻo, độ liên kết, độ kết khối và độ bẩn của đất sét.
Đất sét và cao lanh là những vật liệu phân tán rất mịn, trong đó thành phần
hạt của đất sét có nhiều hạt nhỏ hơn so với cao lanh (<0,001mm) . Điều đó giải
thích vì sao đất sét dẻo hơn cao lanh. Đặc biệt loại đất sét bentonit có nhiều hạt
nhỏ nên rất dẻo.
Bảng 10: Thành phần hạt của cao lanh, đất sét, bentonit
Lượng hạt (%)< Tên nguyên
liệu
2µ 0,5µ 0,1µ
Cao lanh 28-80 10-35 0,2
Đất sét 75-90 45-70 5-15

Bentonit 70-95 25-90 10-60

4/ Độ dẻo và khả năng liên kết của đất sét
Độ dẻo là tính chất quan trọng của đất sét. Nhờ dẻo mà đất sét duy trì được
hình dạng của nó, không có kẽ nứt khi ta tác dụng một lực không lớn lắm, duy trì
được hình dạng của nó khi không còn lực tác dụng nữa.
Khi cho nước vào đất sét, đầu tiên độ dẻo tăng lên đến giá trị max, sau đó
hạ xuống do quá nhiều nước và chuyển sang dạng huyền phù.
Độ dẻo của đất sét có được là do tính chất phân tán keo của chúng. Giảm
các hạt có kích thước lớn độ dẻo của đất sét tăng.
Hỗn hợp của đất sét và nước có các trạng thái đặc trưng sau:
-Giới hạn trên của độ lưu động: Vữa đất sét chảy thành dòng liên tục
-Giới hạn dưới của độ lưu động: Lớp đất sét dày 1-1,5 cm nằm dưới đáy bát
sứ bị vạch làm đôi sẽ dính lại với nhau khi rung động mạnh 3 lần
-Giới hạn lăn vê: Đất sét chứa nước khi vê chưa tạo thành sợi được.
-Trạng thái của đất sét mất khả năng liên kết và tả ra khi bị ép
Để xác định độ dẻo của đất sét 1 cách cụ thể ta dùng khái niệm"hạn dẻo", đó là
hiệu số giữa độ ẩm của đất sét ở giới hạn dưới của độ lưu động và độ ẩm của giới

hạn lăn vê.
Giá trị hạn dẻo càng lớn, đất sét càng dẻo. Có thể phân loại đất sét như sau:
Loại 1: hạn dẻo >15%
Loại 2 hạn dẻo 7-5%
Loại 3 hạn dẻo 1-7%
Loại 4 hạn dẻo <1% (đất sét không dẻo)
5/ Sự biến đổi của đất sét khi cho nước vào
Khi cho nước vào đất sét khô tuyệt đối, các hiện tượng hóa lí phức tạp xảy
ra:
Tỏa nhiệt (nhiệt thấm ướt)
Phồng đất sét (nở thể tích)
Tùy lượng nước cho vào có thể tạo thành khối bán khô, dẻo, huyền phù có
khuynh hướng keo tụ.
Nhiệt thấm ướt chỉ khoảng 0,5-5Kcal/kg nên không ảnh hưởng lắm đến quá
trình kỹ thuật.
Hiện tượng phổng có giá trị lớn đặc biệt khi đất sét không làm ẩm đến trạng
thái dẻo.
Keo tụ có ảnh hưởng quá trình kỹ thuật vì làm giảm bề mặt chung của các
hạt, làm giảm khả năng liên kết. Để phá hiện tượng keo tụ người ta dùng chất điện
giải cho vào tạo được huyền phù bền vững. Chất điện giải thường dùng: kiềm,
soda, thuỷ tinh lỏng, NH
4
Cl …Nếu dùng với nồng độ quá cao, chất điện giải lại có
tác dụng keo tụ huyền phù lại. Phải chọn nồng độ thích hợp đối với mỗi chất điện
giải bằng thực nghiệm.
6/Độ kết khối của đất sét
Độ kết khối của đất sét đặc trưng bằng các chỉ tiêu sau:
-Mức độ đặc của sản phẩm: Đất sét sau khi nung sẽ sít đặc lại, độ hút
nước<2%, trọng lượng thể tích= 2,4-2,5 g/cm
3

. Khi nung quá đất sét sẽ phồng lên
trọng lượng thể tích giảm, độ hút nước có thể không tăng vì khi nung quá lửa sẽ
tạo pha thủy tinh, tạo thành các lỗ kín không cho nước thấm qua.
- Nhiệt độ kết khối: Là nhiệt độ nung mà ở đó sản phẩm đạt độ sít đặc cao
nhất
- Khoảng nhiệt độ kết khối: Là khoảng nhiệt độ sản phẩm tiến hành sít đặc
nhanh, là khoảng cách giữa nhiệt độ kết khối và nhiệt độ biến dạng (phồng
mềm ).Nhiệt độ và khoảng kết khối của đất sét biểu thị bằng độ co khi nung. Xem
hình:


Độ kết khối của đất sét phụ thuộc vào lượng chất nóng chảy và độ phân tán
của chất nóng chảy trong đất sét. Ở loại đất sét phân tán cao (hạt mịn) chứa 4-6%
chất nóng chảy có khoảng nhiệt độ kết khối từ 100-150
0
C. Như vậy ta có thể tăng
nhiệt độ nung lên 50-100
0
C sản phẩm vẫn không bị phồng hay biến dạng. Đất sét
có nhiều chất nóng chảy nhiệt độ kết khối thấp và khoảng kết khối ngắn, khó vận
hành lò. Nếu tăng lượng chất nóng chảy khả năng phồng và biến dạng sản phẩm
tăng.(Phồng là do sản phẩm khí tạo ra khi nóng chảy các phần dễ chảy nhất của
đất sét. Sự kết khối và tạo thủy tinh trên bề mặt sản phẩm làm không khí không
thoát ra được nên phồng) , Khống chế lượng chất nóng chảy ≤ 5-7%
7/ Làm giàu đất sét và cao lanh
Mục đích: Loại trừ các tạp chất như sắt, cát, sỏi , trường thạch, mica…
Phương pháp: ướt, khô, điện từ hỗn hợp.
-Phương pháp ướt: Dựa theo tốc độ lắng khác nhau của các hạt khác nhau
dưới tác dụng của lực hút trọng trường: Nghiền đất sét cao lanh thành bùn loại các
tạp chất bẩn có kích thước lớn bằng máy ruột gà, sau đó đi qua bể lắng chữ chi để

lọai các hạt cát nhỏ, qua máy ép lọc khung bản (huyền phù vào có độ ẩm 85-90%
ra 33-35%, áp lực nén 5-6 at)
-Phương pháp khô: Sau khi nghiền khô (độ ẩm 3-5%) dùng máy phân li
không khí: Các hạt min nhẹ hơn bay theo dòng không khí. Các tạp chất lớn nặng
hơn rơi xuống đáy.
-Phương pháp điện từ: Để khử các tạp chất sắt như FeCO
3
, Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
.
Phương pháp từ có thể kết hợp phương pháp khô bằng cách đặt bộ phận hút từ ở
tang quay băng tải. Kết hợp với phương pháp ướt bằng cách đặt bộ phận hút từ
dưới dòng chảy của đất sét và cao lanh.
III/ Quá trình kỹ thuật sản xuất VLCL Sămôt
Gồm 5 giai đoạn:
-Chuẩn bị nguyên liệu: gồm 2 phần, chuẩn bị đất sét kết dính và chuẩn bị
phụ gia gầy Sămôt
- Phối liệu
-Tạo hình
-Sấy
-Nung
1/Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu
a/ chuẩn bị đất sét làm chất kết dính
Đất sét trong kho nhà máy thường có độ ẩm W=15-25% và kích thước lớn.

Qua máy thái cắt hoặc nghiền trục răng để cắt sơ bộ thành những mẫu nhỏ rồi sấy
khô. Thường dùng máy sấy thùng quay cùng chiều để đạt W=7-8%. Nhiệt độ khi
vào sấy 600-800
0
C, nhiệt độ khi ra 110-120
0
C. Đất sét trước khi vào bun ke dự
trữ phải làm nguội để tránh hiện tượng ngưng tụ hơi nước trong lòng bun ke.
Yêu cầu đất sét làm chất kết dính phải phân phối đều giữa các hạt Sămôt,
nên sau khi làm nguội đất sét phải được nghiền mịn, thường nghiền lôxô cho cỡ
hạt <1,5-2mm. trong đó cỡ hạt <0,5 mm đạt 80%. Hạt >1,5-2 mm còn lại trên sàng
rung sẽ quay về máy nghiền. Có thể dùng máy phân ly không khí phân li hạt
nhưng tiêu tốn điện gấp 2-3 lần sàng rung. Hiệu quả nhất là dùng máy sấy nghiền
liên hợp chu trình kín.
b/ Chuẩn bị phụ gia gầy Sămôt
Phụ gia gầy Sămôt được sản xuất bằng cách nung đất sét và cao lanh
đến nhiệt độ kết khối (1200-1250
0
C). Tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng Sămôt
là độ hút nước. Độ hút nước ≥ 5% cho Sămôt thường và <2% cho loại đặc biệt.
Lò nung: lò quay, lò đứng, lò vòng
Sơ đồ sản xuất phụ gia gầy Sămôt.


Đất sét nung thành Sămôt trong lò vòng có thể đóng thành viên thô 150-
300 mm. Phương pháp này rất tiện lợi cho nhũng nhà máy sản xuất VLCL Sămôt
bằng lò vòng (kết hợp nung Sămôt luôn ở những nơi yếu lửa)
Đất sét nung thành Sămôt trong lò đứng yêu cầu kích thước hạt phải đồng
đều 100-150mm để đảm bảo sức cản nhỏ và thông gió trong lò tôt (nếu kích thước
không đồng đều các hạt lớn bị cuốn ra rìa lò, còn ở giữa tập trung các hạt nhỏ. Vì

thế khí lò chuyển động tốt ở thành lò do sức cản nhỏ còn ở trung tâm do vật liệu
sếp sít đặc hơn nên khí đi kém hơn làm đất sét nung không đạt yêu cầu)
Thiết bị tạo viên: Dùng máy nén 2 trục. Trên vỏ của 2 trục người ta làm
lõm vào 1/2 hình cầu. Khi trục quay ngược chiều sẽ nén thành viên hình cầu.


Lò nung: Lò đứng, lò quay. Tốt nhất là lò quay, vì năng suất lớn, ra vào lò
đơn giản, tự động hóa dễ, nhiệt độ nung cao, kết nối tốt, kích thước viên Sămôt
sau khi nung nhỏ không phải qua đập sơ bộ. Tuy nhiên vốn đầu tư lớn và lẫn tro
của chất đốt làm giảm nhiệt độ chịu lửa của sản phẩm. Để tránh lẫn tro ta dùng
nhiên liệu khí.
Nghiền Sămôt: Sămôt sau khi nung phải nghiền nhỏ đến kích thước: hạt
lớn nhất 3-4 mm; trong đó hạt < 0,5 mm chiếm 40-45%. Do vậy sau khi nung,
Sămôt phải được đập nhỏ trong mấy đập hàm hay đập nón đến kích thước 20-
30mm, sau đó nghiền mịn trong máy nghiền bi liên tục. Riêng Sămôt nung trong
lò quay thì không phải đập sơ bộ ở đập hàm vì kích thước của chúng đã nhỏ.
Lựa chọn thành phần hạt của Sămôt: Thành phần hạt ảnh hưởng đến chất
gạch chịu lửa sau này. Trong đó quan trọng nhất là thành phần <0,1-0,2 mm. nếu
tăng hàm lượng thành phần hạt này lên thì tăng cường độ mật độ của sản phẩm,
giảm độ thẩm thấu khí, nhưng độ bền nhiệt cũng giảm một ít. Nếu tăng kích thước
hạt lớn nhất lên, độ bền nhiệt tăng. Lượng và tỉ lệ các hạt trung bình (0,5-1,5mm)
không có giá trị quyết định. Qua thực tế, gạch Sămôt thường có độ bền nhiệt và
cường độ tốt chứa 40-45% hạt < 0,5mm; trong đó hạt < 0,1-0,2 mm khoảng 25-
30%. Kích thước hạt lớn nhất ≥ 4-5 mm.
2/ Giai đoạn phối liệu
- Tỉ lệ: Phụ gia gầy Sămôt: 50-80%
Đất sét làm chất kết dính: 50-20%
Đối với sản phẩm giàu Sămôt: PGG 80-90%.Đất sét làm chất kết dính 10-20%
(loại này có độ ẩm nhỏ, sức co nhỏ, chính xác về hình dạng, kích thước, cường độ
sản phẩm cao, giá thành cao).

- Độ ẩm của phối liệu: Phụ thuộc vào phương pháp tạo hình
+ Phương pháp bán khô W= 8-9%
+ Phương pháp dẻo W=16-20%
+ Phương pháp đúc rót W= 35-45%
- Trộn phối liệu ở phương pháp bán khô: Dùng máy trộn bánh xe. Đầu tiên
thấm ướt hạt Sămôt bằng bùn đất sét kết dính để tạo nên bề mặt các hạt
Sămôt một màng mỏng đất sét, sau đó cho đất sét dạng bột mịn vào. Tùy
theo độ ẩm của đất sét và Sămôt mà điều chỉnh lượng đất sét bùn và đất sét
bột để đạt độ ẩm tạo hình thích hợp. Dùng máy trộn bánh xe vì nó vừa trộn
vừa miết, vừa làm sít đặc phối liệu dưới tác dụng của bánh xe. Máy trộn có
nhiệmvụ làm kết dính và liên kết các hạt Sămôt với nhau.
- phương pháp đúc rót: Cho thẳng bùn đất sét kết dính vào trộn với các hạt
Sămôt.
- phương pháp dẻo: Để đạt phối liệu là 1 khối dẻo, đất sét dẻo phải được
nghiền ướt (W=30%) cho 50-60% Sămôt vào nhào trộn phối liệu dẻo
W=16-20%.
3/ Tạo hình sản phẩm:
Có 3 phương pháp tạo hình:
+ Phương pháp bán khô thông thường với sản phẩm thường, phức tạp, khối
lớn
+ Phương pháp dẻo tạo hình bằng tay đối với các sản phẩm phức tạp
+ Phương pháp đúc rót : ít dùng
a/ Sơ đồ sản xuất gạch Sămôt phương pháp nén bán khô

Nén bán khô bảo đảm cho sản phẩm có chất lượng cao, bảo đảm các yêu cầu
kỹ thuật:
- kích thước hình dạng ổn đinh
- cấu tạo viên gạch đồng nhất
- gạch có độ bền nhiệt cao
- mật độ và cường độ đạt cao

- thay đổi thể tích khi nung nhỏ
b/ Sơ đồ sản xuất gạch Sămôt theo phương pháp dẻo:



Nhượt điểm: Phế phẩm khi sấy và nung nhiều (8-9%)
- Độ ẩm viên mộc cao (16-20%) → sấy lâu → tăng giá thành
- Viên mộc quá mềm, dễ biến dạng → kích thước và hình dạng viên mộc
không ổn định → không thể xếp lên goòng sấy trong lò nung tuy nen.
- Độ bền nhiệt thấp.
Ưư điểm: Có thể sản xuất các sản phẩm hình thức phức tạp và phương tiện đơn
giản.
4/ Sấy sản phẩm
Độ ẩm của viên mộc sau khi tạo hình tùy phương pháp sản xuất dao động
khoảng 5-20% vì vậy cần phải sấy để còn lại 1-3% trước khi vào lò nung. Đặc biệt
đối với sản phẩm tạo hình bằng phương pháp dẻo và đổ rót.Sản phẩm tạo hình
bằng phương pháp nén bán khô sau khi nén xong có thể xếp lên xe goòng vào lò
nung ở đó tiến hành sấy và nung.
Lí thuyết sấy gạch Sămôt tương tự các sản phẩm gốm khác. Tuy nhiên nhờ
ở Sămôt có độ xốp và sau đó các vết nứt giữa các hạt Sămôt và chất kết dính nên
xúc tiến quá trình sấy nhanh, xúc tiến việc bốc hơi ẩm từ trong sản phẩm, chuyển
hơi ẩm ra ngoài làm nguy hiểm về chênh lệch độ ẩm giảm đi.
Trong quá trình sấy, khi độ ẩm trong phối liệu Sămôt giảm từ 20 ↘12 %
có kèm theo giảm thể tích, còn những giai đoạn sấy sau có thể tiến hành sấy nhanh
được vì sản phẩm không co nữa. Tốt nhất là trong giai đoạn sấy đầu tiên tiến hành
trong môi trường có độ ẩm tương đối cao (75-80%) để tăng nhiệt độ của sản phẩm
mà không bốc hơi ẩm bề mặt, để tăng độ dẫn ẩm của sản phẩm. Sau đó liên tục
tăng nhiệt độ và giảm độ ẩm tđ của môi trường sấy nung.
Thiết bị sấy: lò sấy tuy nen: Năng suất lớn, đơn giản dễ điều khiển, làm
việc an toàn có thiết bị tự động điều khiển, độ ẩm động lực sấy, bảo đảm sấy sản

phẩm đều, ít phế phẩm.
Để tiện lợi và an toàn người ta xây ghép lò sấy tuy nen và lò nung tuy nen.
Động lực sấy là không khí lấy từ zôn làm nguội của lò nung. Nhiệt độ vào lò 180-
250
0
C, nhiệt độ ra 60-80
0
C. Gạch xếp lên xe goòng và đi từ lò sấy vào lò nung.
Thời gian sấy: phụ thuộc vào loại sản phẩm. Ép bán khô 12-18 h sản phẩm
ép dẻo 20-30h.
5/ Nung sản phẩm
Nung sản phẩm Sămôt nhằm làm kết khối, làm sít đặc sản phẩm đến mức
cần thiết đảm bảo độ ổn định thể tích khi sử dụng. Giai đoạn nung là giai đoạn
quyết đinh chất lượng sản phẩm nhất. Vì vậy cần phải có 1 chế độ nung và nhiệt
độ thích hợp. Nếu nhiệt độ quá cao sản phẩm sau này có cường độ cao, mật độ lớn
nhưng do nhiệt độ quá cao khi nung sản phẩm bị mềm đi và biến dạng do clinke
hóa, độ bền nhiệt giảm. Ngoài ra sản phẩm còn có thể bị nứt nẻ do ứng suất quá
lớn xuất hiện khi nung, do nhiệt độ phân phối không đều khi đốt nóng và làm
nguội.
Quá trình hóa lí cơ bản xảy ra khi nung Sămôt:
- Đến nhiệt độ 150-200
0
C: Mất nước lí học. Nếu đốt nóng quá nhanh đến
hơn 100-120
0
C thì hơi nước cũng đồng thời bị đốt nóng đến trạng thái quá
nhiệt làm tăng áp suất hơi trong lòng sản phẩm gây nứt. Độ ẩm viên mộc
càng cao chiều dày viên mộc càng lớn phải đốt nóng chậm. Sản phẩm nhiều
Sămôt thì tốc độ nâng nhiệt nhanh hơn.
- Ở nhiệt độ 100-200

0
C có hiệu ứng thu nhiệt do sự phân hủy một vài
khoáng phụ của đất sét và một vài loại keo hydrat nhung không biến đổi thể
tích, không ảnh hưởng đến việc lựa chọn chế độ nung.
- 200-400
0
C: Đốt cháy các hợp chất hữu cơ
- 400-550
0
C: Tách nước liên kết hóa học, co ngót nhẹ (0,5-1%) không gây
ứng suất lớn lắm trong sản phẩm. Đồng thời là quá trình phân hủy caolinit.
Trong giai đoạn này cường độ sản phẩm hạ đi 1 ít, đồng thời sản phẩm có
khả năng biến dạng dẻo.
+ Caolinit sau khi phân hủy nằm ở dạng metacaolinit đến nhiệt độ
800-900
0
C
+ Caolinit sau khi phân hủy tạo thành các oxyt Al
2
O
3
và SiO
2
ở trạng
thái lẫn lộn (quan điểm này có cơ sở hơn)
- 550-900
0
C: Xảy ra biến đổi đồng đều về thể tích nhưng không lớn lắm.
Sức co tổng quát khoảng 2-2,5%. Tạp chất quắc trong đất sét làm giảm sức
co này, chủ yếu là do sự dãn nỡ thể tích khi chuyển từ  quắc sang  quắc.

- 920-940
0
C : Có hiệu ứng tỏa nhiệt. Có sự chuyển từ nhôm vô định hình
sang  -Al
2
O
3
. Xuất hiện mầm tinh thể mullit. Sức co tăng 1 cách nhảy vọt
đến 4%. Đặc trưng là hiện tượng bắt đầu biến dạng dẻo
- 1000-1100
0
C: bắt đầu quá trình kết tinh mullit và kết thúc ở 1200-1250
0
C.
Lúc này xuất hiện các tinh thể mullit lớn hơn và pha lỏng tăng lên. Pha lỏng
này là do các khoáng dễ chảy và do sự tác động của tạp chất với SiO
2
hoặc
Al
2
O
3
của đất sét. Pha lỏng tạo ra xúc tiến quá trình mullit hóa và dưới tác
dụng của sức căng bề mặt, pha lỏng tiến hành phân phối lại,làm gần các hạt
Sămôt và bao quanh chúng bằng chất lỏng (pha thủy tinh).
- Nhiệt độ nung sản phẩm Sămôt thường cao hơn nhiệt độ kết khối hoàn toàn
đất sét kết dính 100-150
0
C.
- Nhiệt độ nu ng cuối cùng 1350-1380

0
C: hoàn thành kết tinh mullit và liên
kết chúng bằng thủy tinh vô định hình. Chất thủy tinh khó nóng chảy chiếm
gần 50% trọng lượng. Thủy tinh này tạo ra do SiO
2
tự do khi kết tinh mullit
theo phản ứng phân hủy caolinit 3( Al
2
O
3
.2 SiO
2
) → 3 Al
2
O
3
.2 SiO
2
+ 4.
SiO
2
và các tạp chất nóng chảy (4-7%) trong nguyên liệu ban đầu. Nếu
lượng thủy tinh trong Sămôt quá nhiều, chúng ngăn cách giữa các tinh thể
mullit với nhau không thể tăng được độ bền chống biến dạng và ăn mòn ở
nhiệt độ cao.
- Quá trình làm nguội chỉ kèm theo co nhiệt. Tốc độ làm nguội phụ thuộc
vào cấu trúc lò và kích thước, hình dạng sản phẩm. thường tốc độ làm
nguội khoảng 60-70
0
C/h đối với sản phẩm Sămôt kích thước chuẩn.

- Lò nung: lò vòng,lò tuy nen,lò gián đoạn.
III/ Tính chất và ứng dụng
VLCL Sămôt là gạch chịu lửa trung tính và kiềm yếu.
Nhiệt độ chịu lửa : 1610-1770
0
C . Dựa vào độ chịu lửa chia làm 4 loại
- Loại O : nhiệt độ chịu lửa ≥ 1750
0
C
- Loại A : nhiệt độ chịu lửa ≥ 1730
0
C
- Loại B : nhiệt độ chịu lửa ≥ 1670
0
C
- Loại C : nhiệt độ chịu lửa ≥ 1610
0
C
Nhiệt độ bắt đầu biến dạng dưới tải trọng: 1250-1400
0
C. Nhiệt độ kết thúc
biến dạng (40%) 1500-1600
0
C.
Độ bền nhiệt: Cao, dao động trong 1 khoảng lớn, phụ thuộc vào thành phần
của phối liệu, phương pháp nén, cấu trúc sản phẩm:
- Tạo hình bằng phương pháp dẻo –độ bền nhiệt 6-12
- Tạo hình bằng phương pháp bán khô 7-50
- Cấu trúc hạt nhỏ sít đặc 5-8
-Loại hạt vừa 10-15

- Loại hạt thô 25-100
Độ ổn định thể tích: Có độ co phụ khi nung ở nhiệt độ cao. Nếu nhiệt độ nung quá
cao, tường gạch Sămôt bị biến dạng
Độ bền xỉ: cao. Mức độ phụ thuộc vào cấu trúc hạt và độ sit đặc của sản phẩm.
Sản phẩm có cấu trúc hạt lớn, xốp thì độ bền xỉ thấp, bị ăn mòn nhanh, ngược lại
loại có cấu trúc hạt nhỏ, sít đặc có độ bền xỉ cao.
Phạm vi sử dụng: Rất rộng rãi. Trong công nghiệp silicat: xây lò gốm sứ, lò nấu
thủy tinh, lò nung xi măng, lò khí hóa, các ghi đốt nhiên liệu
Khi sử dụng: phải lựa chọn loại Sămôt thích hợp với điều kiện làm việc cụ thể của
chúng. Sămôt A, B dùng ở những nơi trực tiếp tiếp xúc với kim loại, xỉ, thủy tinh
chảy lỏng, ở nơi cần độ thấm khí nhỏ.
- Sămôt C có thể sử dụng ở các bộ phận không quan trọng như tường lò, nền
lò nung gốm, tường ống khói
Bảo quản: Chống ẩm vì khi bị ẩm ướt cường độ hạ thấp rất nhiều.
IV/ Các loại sản phẩm Sămôt khác
1/ Sản phẩm Sămôt cao lanh
Nguyên liệu: Dùng cao lanh bán phong hóa và cao lanh phong hóa hoàn
toàn. Chúng khác với đất sét trầm tích là hàm lượng Al
2
O
3
cao (40-44%), ít tạp
chất nóng chảy (0,5-3%). Nhiệt độ chịu lửa cao (1750-1780
0
C) cao hơn so với đất
sét 30-50%. Tạp chất ở đất sét 5-6 %. Đặc biệt cao lanh có nhiệt độ kết khối cao
(1450-1500
0
C) độ phân tán kém, độ liên kết tồi. Vì vậy khi sản xuất có thể cho
thêm keo SSB và dùng 1 lượng đất sét dẻo cho vào phối liệu

Sămôt cao lanh thường được nung trong lò quay ở nhiệt độ 1450-1500
0
C.
Trong sản phẩm lượng mullit sẽ tăng lên 5-10%, pha thủy tinh giảm xuống. kết
quả: sản phẩm Sămôt cao lanh có độ bền nhiệt lớn, nhiệt độ chịu lửa và độ bền xỉ
cao hơn Sămôt thường.
Tóm lại, kỹ thuật sản xuất Sămôt cao lanh khác rất ít kỹ thuật sản xuất
Sămôt thường, chủ yếu là dùng nguyên liệu tinh khiết hơn, nhiệt độ nung thành
Sămôt và sản phẩm cao hơn.
Bảng 11: So sánh tính chất Sămôt cao lanh và Sămôt đất sét
Loại
sản phẩm
Al
2
O
3

(%)
T
0

nung
T
0

chịu lửa
Tạp
chất (%)
T
0

bđm
→t
0
(40%)
Sămôt
cao lanh
40-44
1450-
1500
1750-
4770
2,5-
3
1500
→1650
Sămôt
đất sét
38-40
1350-
1420
1710-
1750
5-6
1400
→1600
2/ Sản phẩm bán axit
Là sản phẩm sản xuất từ đất sét hoặc cao lanh làm gầy bằng vật liệu quarzt.
Tùy nguyên liệu sử dụng ta có sản phẩm quarzt cao lanh hoặc sản phẩm quarzt đất
sét. Hàm lượng Al
2

O
3
≤ 30%, vật liệu quarzt dùng có thể sản xuất từ thiên nhiên
hoặc nhân tạo.
Kỹ thuật sản xuất gạch bán axit có đặc biệt là lượng Sămôt dùng rất ít. Đất
sét làm gầy tự nhiên bằng các hạt quắc <0,05-0,1 mm có độ co bé, đảm bảo sự bù
trù lẫn nhau giữa độ co của đất sét và độ giãn nỡ của quắc. Tùy theo hàm lượng
quắc có thể có thể không dùng Sămôt. Tuy nhiên, nếu như vậy phối liệu rất khó
thoát ẩm khi sấy, sản phẩm có cấu trúc hạt nhỏ làm giảm độ bền nhiệt. Tốt nhất là
cho vào khoảng 10-20% Sămôt làm gầy.
Để làm gầy Sămôt bán axit dùng cặn còn lại sau khi làm giàu cao lanh, vì
nó có cỡ hạt tương ứng. Các hạt >0,5 mm dùng như loại Sămôt hạt nhỏ, còn loại
nhỏ hơn dùng như chất trợ dung.
Sản phẩm bán axit dùng nguyên liệu làm gầy tự nhiên dễ kiếm, rẻ tiền hơn
Sămôt. .Có nhiệt độ biến dạng cao và ổn định thể tích. Thay thế được cho Sămôt B
và C.
3/ Sản phẩm Sămôt không nung
Trong thực tế sử dụng ở các lò, suốt thời gian sấy lò hoặc làm việc,gạch
chịu lửa chỉ làm việc 1 phía. Vì thế người ta nảy ra í định dùng gạch mộc để xây
lò. Các viên gạch này sẽ tiến hành sấy nung khi vận hành lò. Hiện nay người ta
dùng nhiều gạch chịu lửa không nung từ dạng viên mộc nén như gạch manhêdi,
crômit, crôm-manhêdi.
Sản phẩm Sămôt không nung phải thỏa mãn 3 yêu cầu:
- Có cường độ cần thiết
- Bền vững với nước hơn viên mộc Sămôt thường
- Sức co phụ của chúng khi dùng bé, không vướt quá 0,7%
Điều này cần thiết để đảm bảo có thể vận chuyển bảo quản và xây lò. Yêu cầu 1 và
2 thỏa mãn bằng cách cho vào phối liệu một ít keo SSB (1-2%) Để giảm sức co
phụ dùng phối liệu nhiều Sămôt (70%) + 10-15% quarzt nghiền nhỏ.
Mặc dù ở nhiệt độ vừa phải gạch Sămôt không nung dùng cũng tốt nhưng

không thể có giá trị như Sămôt nung được. Cường độ, độ bền vững khi bảo quản
và vận chuyển đều kém, đồng thời nếu cho thêm quarzt vào đất sét dẻo sẽ làm cấu
trúc của vật liệu kém đi làm hạ tính chất của sản phẩm ở nhiệt độ cao.
4/Sản phẩm từ Sămôt nung thấp
Dùng Sămôt mới nung đến 600-700
0
C, nghĩa là mới dehydrat hóa, mất
tính dẻo trở thành vật liệu gầy. Quá trình sản xuất tiếp tục như Sămôt thường. Khi
nung, Sămôt nung thấp sẽ tiến hành co song song với đất sét kết dính dẫn đến
giảm các mối đứt giữa các hạt Sămôt và sản phẩm có mật độ cao, bền nhiệt nhưng
sức co tương đối lớn dẫn đến hình dạng kích thước kém chính xác.
V/ Đánh giá chất lượng gạch Sămôt bằng kính hiển vi phân cực
Khi đánh giá bằng kính hiển vi chúng ta xác định kích thước và sự phân bố
các hạt Sămôt, các lỗ hổng. Ý nghĩa không chỉ ở số lượng mà cả hình dạng, kích
thước và sự đinh hướng với nhau.
Sămôt có giá trị cao:
- Hạt Sămôt trộn đều trong đất sét liên kết, thạch anh chiếm ít và chỉ là các
mảnh nhỏ, các lỗ xốp phân bố đều.
- Vật chất trung gian và hạt Sămôt mullit hóa hòan toàn. Các tinh thể mullit
định hướng theo mọi hướng trong toàn bộ vật chất.
Sămôt thường: Chứa lượng thạch anh tự do đánh kể. Hạt Sămôt mullit hóa
tương đối, trong vật chất liên kết mullit hóa không rõ lắm. Các lỗ xốp lớn hơn và
phân bố không đồng đều.
Đặc điểm phân biệt các thành phần Sămôt: dưới kính hiển vi, qua mẫu thường
hoặc mẫu phản xạ vật chất liên kết và hạt Sămôt khác nhau rất rõ. Hạt Sămôt
thường không trong có mầu nâu vàng đến xám nâu. Thành phần khoáng của hạt
Sămôt thực chất giống như hạt đất sét nung, tạo mullit và thủy tinh. Trong nicôn
trực giao tinh thể mullit rất nhỏ nên không thể phân biệt với thủy tinh. Các hạt
thạch anh không đều đặn, bất đẳng hướng và có màu xám sáng. Xung quanh các
hạt Sămôt do đất sét co lại nên xuất hiện các vết nứt rõ nét song song với rìa hạt.

Vật chất liên kết thường sáng hơn và xốp hơn chứa nhiều tinh thể mullit.