thiết kế phân xưởng nung trong lò tuynel sản phẩm xứ vệ sinh, chậu rửa và các loại tiểu, công suất 400000 sản phẩm/năm

đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Mục lục
Nội dung Trang
Lời nói đầu 2
Phần I Giới thiệu chung về sản phẩm 3
Phần II Nguyên liệu sản xuất 6
I Nguyên liệu để sản xuất xơng sản phẩm 6
1. Nguyên liệu dẻo 6
2. Nguyên liệu gầy 10
3. Chất trợ dung 10
4. Chất điện giải 11
II Nguyên liệu sản xuất men cho sứ vệ sinh 11
III Thành phần phối liệu cho xơng sản phẩm 12
IV Tính toán phối liệu 14
1. Tính thành phần phối liệu của xơng 14
2. Tính và kiểm tra thành phần phối liệu 17
3. Tính thành phần men 21
Phần III Công nghệ chế tạo 27
I Giới thiệu về phơng pháp gia công nguyên liệu và phối liệu 27
1. Phơng pháp ép lọc 28
2. Phơng pháp không ép lọc 29
II Giới thiệu phơng pháp tạo hình sản phẩm 31
III Tráng men sản phẩm 34
IV Giới thiệu các phơng pháp gia công sản phẩm 36
V Tính cân bằng vật chất 43
VI Tính cháy nhiên liệu 50
VII Tính cân bằng nhiệt 53
VIII Tính kết cấu vagông 56
Phần IV Kết luận 67
Danh mục tài liệu tham khảo 68
Lời nói đầu

Trong sự tiến bộ và phát triển nh vũ bão của nền khoa học thế giới, khoa học
công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng cũng không nằm ngoài xu thế đó. Với một vị trí
đặc biệt trong ngành xây dựng các công trình, chất lợng của vật liệu gốm xây dựng có
ảnh hởng rất lớn đến chất lợng và tuổi thọ công trình. Do đó, công nghệ vật liệu nung
đang ngày càng hoàn thiện và đổi mới công nghệ hiện đại cho phù hợp với xu thế
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
1
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
chung, theo kịp khoa học thế giới. Trong đó công nghệ sản xuất các loại sản phẩm sứ
vệ sinh xây dựng đang chiếm vị trí quan trọng trong sản xuất gốm .
Với đặc tính riêng biệt của nó: hình dáng phức tạp, yêu cầu ngày càng cao về
tính sử dụng, tính thẩm mỹ. Bên cạnh đó, nhu cầu của thị trờng về mặt hàng này
cho các công trình xây dựng mà rộng lớn hơn là chất lợng phục vục cuộc sống cong
ngời ngày càng tăng.
Do vậy, để chuẩn bị cho mình những kiến thức cơ bản về ngành sản xuất sản
phẩm sứ vệ sinh xây dựng, em đã giao đề tài cho Đồ án môn học là: Thiết kế phân x-
ởng nung trong lò tuynel sản phẩm sứ vệ sinh, chậu rửa và các loại tiểu, công suất
400.000 sản phẩm/năm
Trong thời gian thực hiện đề tài em luôn nhận đợc sự hớng dẫn tận tình của thày
giáo PGS, TSKH Bạch Đình Thiên. Qua đây chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc
đến thầy giáo PGS, TSKH Bạch Đình Thiên.
Em tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ vật liệu
xây dựng - Khoa vật liệu xây dựng - Trờng đại học xây dựng trong suốt thời gian học
tập vừa qua.
Phần I : giới thiệu về sản phẩm
Giới thiệu chung
Các vật liệu phổ biến thờng đợc dùng để ốp bên trong nhà các thiết bị vệ sinh,
nhà bếp, phòng tắm, phòng đợi, phòng nghỉ, ga tàu điện ngầm và các nơi công cộng
khác là các vật liệu gốm từ phối liệu đất sét, sành, sứ và bán sứ có phủ men trong

hoặc men đục (men trắng hay men màu).
Các sản phẩm từ các vật liệu nh vậy bao gồm tấm ốp, bệ xí, chậu rửa, bồn tắm
theo đặc trng của xơng tấm có loại sành và tấm trang trí đợc chuẩn bị từ đất sét trắng
hay đất sét dễ chảy địa phơng, bán sứ và sứ đợc chế tạo từ đất sét trắng và cao lanh
với một số nguyên lý khác.
Hiện nay với công nghệ tiên tiến đợc áp dụng rộng rãi trong sản xất là các tấm
ốp sành tráng men sử dụng thiết bị sấy phun để sấy bột phối liệu với thời gian từ 7
đến 10 phút. Trong khi công nghệ cũ là 7 ữ 10 giờ. Nghiên cứu thành phần của phối
liệu để rút ngắn sự tháo khuôn của xơng mộc khi đúc rót sản phẩm vệ sinh xây dựng
cũng nh các phơng pháp công nghệ mới tạo hình sản phẩm vệ sinh xây dựng cho phép
áp dụng các dây chuyện liên tục trong sản xuất.
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
2
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Khoảng 50% toàn bộ sản phẩm vệ sinh xây dựng đợc chế tạo từ sản phẩm bán sứ
với độ hút nớc thấp dến 5% còn các loại sản phẩm khác từ phối liệu sành độ hút nớc
tới 12%, các sản phẩm đợc sản xuất từ phối liệu sứ có độ hút nớc thấp hơn.
* Các loại sản phẩm và yêu cầu của chúng:
Sản phẩm sứ vệ sinh xây dựng (chậu xí, chậu rửa, chậu tiểu, bình, bồn tắm )
chế tạo từ phối liệu sành, bán sứ và sứ bằng phơng pháp đúc rót trong khuôn thạch
cao sau đó sấy tráng men và nung
Sản phẩm thuộc gốm tinh chúng có xơng xốp (sành) hay xơng đặc xít (sứ hay
bán sứ) đợc phủ lớp men trong hay men đục (men trắng hay men mau) các tính chất
cơ lý xơng sản phẩm cho trong bảng sau:
Các chỉ tiêu Sứ Bán sứ
Độ hút nớc (%)
0,2 ữ 0,5
không lớn hơn 5
Khối lợng thể tích

(g/cm3)
2,25 ữ 2,35 02 ữ 2,2
Giới hạn độ bền (Mpa)
Khi nén
400 ữ 500 180 ữ 250
Khi uốn va đập
0,2 ữ 0,23 0,18 ữ 0,2
Khi uốn
70 ữ 80 38 ữ 45
Môđun đàn hồi (Mpa)
500 ữ 600 0,2 ữ 0,6
Hệ số giãn nở trung bình
trong khoảng 20 ữ760
o
C
(5,5 ữ 6,5)10
-6
(4,5 ữ 5,3)10
-6
Các chậu xí dạng đĩa chế tạo theo hai kiểu: Chân thẳng lỗ thải dới 1 góc 90
o
và
các loại nghiêng có lỗ thải dới 1 góc 30
0
. Các chậu xí trẻ em dạng đĩa cũng đợc chế
tạo theo kiểu nh trên nhng có kích thớc nhỏ hơn.
Chậu xí thuận tiện khi sử dụng và kinh tế (loại xí bệt) tuy nhiên phức tạp trong
sản xuất vì trong công nghệ chết tạo còn phải sản xuất các bộ phận chi tiết và chi tiết
thay thế.
Hiện nay đang sản xuất các loại chậu vệ sinh kiểu compack có thùng rửa đặt

trực tiếp trên chậu vệ sinh, các chậu vệ sinh chuyên dùng và các loại khác. Thùng rửa
đợc chế tạo theo 3 loại: Loại đặt cao (BCB B 3311-66), loại đặt thấp (HCB OC
7622-61) và loại nối trực tiếp với chậu vệ sinh (HCCB) của Nga.
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
3
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Không phụ thuộc vào dạng tất cả các chậu vệ sinh đề cần phải có hình dạng thuỷ
học đúng, độ bền vững khi xối rửa cao, cho phép lợng nớc xối không nhỏ hơn 1,5 lít
trong 1 giây.
Chậu rửa treo với lỗ thoát giữa (OC 775-62 của Nga) đợc chế tạo với ống
xiphông ha là không có ống xiphông, chúng đợc trang bị vòi nớc, nút và ống rửa
Chậu rửa mặt đợc chia làm hai loại chủ yếu: Loại chảy tràn (không có máng
chảy) và loại tự thoát (có máng thoát).
Ngoài chậu rửa còn có các loại: có gờ lng (có chỗ dựa) và không có gờ lng
(không có chỗ dựa) loại bán nguyệt và chậu rửa gócPhổ biến hơn cả là loạ chậu rửa
có gờ lng và tự thoát (OC 14360-69) Chậu rửa chữ nhật không có gờ lng (OC
4550-60) và chậu rửa bán nguyệt (OC 7288-60) phụ thuộc và kích thớc sản phẩm
chia ra làm 5 nhóm theo độ lớn.
Yêu cầu chung với các loại sản phẩm vệ sinh xây dựng là chúng có hình
dạng theo yêu cầu cho trớc, không có các vết lõm, lỗ thủng, vết nứt và các loại khuyết
tật khác, phải đợc nung tốt, khi gõ có tiếng kêu trong, độ trắng của sản phẩm không
nhỏ hơn 65% đối với loại I và loại II và không đợc nhỏ hơn 60% đối với loại III.
Hiện nay nhu cầu sử dụng đối với sản phẩm vệ sinh xây dựng ngày càng tăng,
khoảng 70% khối lợng sản xuất của chúng ta từ phối liệu bán sứ, chỉ khoảng 30% từ
phối liệu sành, chúng đợc tráng men đục, men trắng hay men màu.
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
4
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng

Phần II Nguyên liệu sản xuất
I. Nguyên liệu để sản xuất xơng sản phẩm
Để sản xuất xơng sản phẩm sứ vệ sinh ngời ta sử dụng các vật liệu dẻo là đất sét
và cao lanh trắng đã đợc làm giàu bằng phơng pháp ớt là chủ yếu, các chất trợ dung
và các chất phụ gia gầy: cát quắc, penspat, pecmatit, đôlômít, xơng sản phẩm và các
chất khác. Ngoài ra để cải thiện màu xơng sản phẩm ngời ta còn cho thêm vào một l-
ợng chất điện giải nh thuỷ tinh lỏng, xô đa có tác dụng chống phân lớp, lắng đọng hồ.
1. Nguyên liệu dẻo
Sản xuất sứ vệ sinh xây dựng ngời ta sử dụng các loại đất sét và cao lanh trắng
1.1 Nguồn gốc và phân loại
Nguyên vật liệu sét là sản phẩm phogn hóc của các khoáng hoá trầm tích bao
gồn các khoáng sét nh : Caolinít, thuỷ mi ca
Đất sét tạo nên bởi quá trình phân huỷ vỏ trái đất, là sản phẩm phân huỷ và tác
động tơng hỗ với nớc của nhóm khoáng penspat (granit, đá na, focfia) và một số
khoáng khác (tro núi lửa). Sự phân huỷ vỏ trái đất đó xảy ra do tác động nhiều năm
của tác nhân khí quyển (không khí, ma, gió, mặt trời, nắng, tuyết lý hoá, sinh hoá,
xảy ra trên bề mặt quả đất và có thể biểu diễn dới dạng công thức đơn giản sau:
R
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
+ CO
2
+ H
2
O > Al

2
O
3
.2 SiO
2
.2 H
2
O + R
2
CO
3
+ 4 SiO
2

(Fenpat) (Caolinit)
Sản phẩm phong hoá các khoáng trầm tích là đất sét và cao lanh chúng đợc hình
thành tại chỗ hay là đợc đa tới một vị trí khác. Trờng hợp đầu các lớp khoáng gọi là
nguyên sinh hay êlavi, còn trờng hợp sau gọi là thứ sinh hay trầm tích.
Đất sét thứ sinh có 3 loại chủ yếu
+ Đất sét đêlavi: Đợc biểu thị đặc trng cho các lớp khoáng có cính chất phân rải
thành phần không đồng nhất và bị lẫn bẩn bởi các tạp chất hạt nhỏ.
+ Đất sét băng hà: Chúng có độ tạp chất lớn bao gồm đá có tính chất khác nhau,
từ đá tảng đến đá dăm nhỏ.
+ Đất sét hoàng thổ đặc trng cho các lớp khoáng có tính chất đồng nhất cao. Đất
sét có độ phân tán cao và cấu trúc độ xốp lớn
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
5
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Nh vậy: Đất sét chiu lửa khác với cao lanh thứ sinh về độ bền còn độ phân tán

chúng cao hơn
1.2 Tính chất của nguyên liệu sét, cao lanh
* Thành phần về vật chất sét
a. Thành phần khoáng
Đất sét và cao lanh để sản xuất s vệ sinh gồm các khoáng chủ yếu là caolinit và
thuỷ mica, khoáng hidraginit còn các khoáng Môntmôrilônhít dễ gây cong vênh và
nứt tách sản phẩm nên rất hạn chế trong sản xuất sứ vệ sinh. Tất cả các khoáng tạo
thành đất sét đều là các khoáng loại alumôsilicat ngậm nớc, khi nhào trộn với nớc
hình thành vữa dẻo cho khả năng tạo thành cấu trúc mạng lới, tinh thể của các khoáng
đất sét này có tính chất lớp (cụm các khối) bao gồm từ các lớp hay tấm lặp lại của các
cụm khối bốn mặt [SiO
4
] với tâm là catrion Si
4+
và các khối tám mặt với tâm là catrion
Al
3+
.
Sự kết hợp của các lớp từ cụm các khối tám mặt [AlO
6
] và các khối bốn mặt
[SiO
4
] có nhiều kiểu khác nhau. Sự tổng hợp các lớp hay các tấm từ cụm các khối này
hình thành cụm phân tố. Tổng hợp n cụm phân tố này hình thành dạng tấm khoáng
đất sét. Sự phân bố các kiểu khác nhau của các lớp hay các tấm từ cụm các khối là
dấu hiệu đầu tiên, là quy ớc chủ yếu phân loại các khoáng đất sét. ở các lớp của cụm
khối bốn mặt [SiO
4
] và cụm các khối tám mặt [AlO

6
] có sự thay đổi vị trí, của các ion
đồng hình, điều này có thể giải thích của một số hiện tợng và tính chất của khoáng
sét.
Khoáng caolinít: Có công thức Al
2
O
3
.2 SiO
2
.2 H
2
O. Cụm mạng lới tinh thể
của nó bao gồm từ một lớp khối bốn mặt và một lớp khối tám mặt nhờ sự phân bố của
các ion điện tích này tạo nên cấu trúc mạng lới tinh thể caolinít cân bằng điện tích, sự
có mặt của ion hidrôxyn ở bề mặt các cụm của caolinít là điều kiện để hình thành sự
thấm ớt tốt bề mặt của nó. Tuy nhiên các phần tử nớc ở giữa các cụm rất ít vì vậy
caolinít không có khả năng liên kết với nớc và không chứa nhiều nớc. Khi sấy nó sẽ
dễ tách lợng nớc liên kết này hơn, chiều dày các cụm phân tố trung bình từ 0,1ữ 3
à
m. Nhóm khoáng caolinít còn có dikít, nacrít.
Khoáng thuỷ mica (ilít): Có công thức K
2
O.MgO.4 Al
2
O
3
.7 SiO
2
. Là sản

phẩm thuỷ hóa rất nhiều năm của mica, mạng lới tinh thể của thuỷ mica có cấu trúc t-
ơng tự mạng lới tinh thể của Môntmôrilônhít. Đặc điểm đặc trng của khoáng đất sét
này là sự tham gia trong thành phần của chúng. Các ôxít kim loại kiềm, kiềm thổ và
khả năng thay thế đồng hình của các catrion riêng biệt. Kích thớc các phần tử khoáng
thuỷ mica đến 1
à
m theo cờng độ liên kết với nớc khoáng thủy mica chiếm vị trí quan
trọng giữa caolinít và Môntmôrilônhít.
Phụ thuộc và hàm lợng của từng loại khoáng này hay khoáng khác của đất sét
ngời ta phân ra khoáng sét caolinit và đất sét thuỷ mica, đất sét hyđragilit.
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
6
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Khoáng Hyđragilit Al(OH)
2
có khối lợng riêng là 2,35 g/cm
3
có độ rắn
trung bình là 2,5 đến 3,5 màu trắng. Tinh thể dạng vảy mỏng thờng lẫn với các quặng
khác nhau của hydrat nhôm nh điaspo.
b. Tạp chất:
- Tạp chất quắc trong nguyên liệu đất sét cát quắc tự do không lớn hơn 1%, nó có
hại làm gầy đất sét, xấu tính chất tạo hình, làm giảm độ bền sản phẩm nung.
- Tạp chất có hại trong nguyên liệu đất sét là các tạp chất sắt và titan. Tác động
của các loại tạp chất này đặc biệt rõ nét trong phối liệu sứ, phụ thuộc vào tỷ lệ các
ôxít, nhiệt độ, môi trờng khử. Khi nung trong sứ có thể hình thành hợp chất sắt, titan:
Fe
2
O

3
-TiO
2
(titan nat sắt) màu xám chì, ilmônit (FeO. TiO
2
) màu đen và hợp chất 2
FeO. TiO
2
màu xám nhạt, các chất này làm cho sản phẩm có màu vàng và xám. Theo
quy định thì tạp chất sắt quy đổi ra Fe
2
O
3
không lớn hơn 1,4% và cần loại bỏ trong
phối liệu.
- Tạp chất cácbonát: Không tốt trong sản xuất sứ vệ sinh, tạp chất cácbonát th-
ờng gặp trong đất sét ở 3 dạng cấu trúc. Dạng hạt bụi phân tán mịn, phân bố đồng đều
trong htành phần của phối liệu đồng nhất, ở dạng hạt rời tơi và ở dạng bột liên kết và
dạng đá dăm có cấu trúc đặc, loại này là tạp chất có hại, chúng làm xấu tính chất của
đất sét, gây ra cho sản phẩm các lỗ rỗng và làm nứt sản phẩm.
- Tạp chất hữu cơ: Cần phải loại bỏ trong phối liệu sứ càng nhiều càng tốt, chúng
nhuộm màu đất sét thành màu đen, nó hình thành các lỗ rỗng khuyết tật trong xơng,
chúng đợc tách ra khi gia công đất sét, phần còn lại sẽ bị cháy khi nung.
* Thành phần hoá
Là đặc trng cơ bản của đất sét trong một mức độ lớn nó xác định pham vi sử dụng
thích hợp của các loại đất sét để sản xuất các loại sản phẩm xác định thành phần hoá
của đất sét bao gồm các loại ôxít Al
2
O
3

, SiO
2
, K
2
O, MgO, Fe
2
O
3
, TiO
2
, CaO, K
2
O,
Na
2
O
Oxít silíc (SiO
2
): Có mặt trong đất sét dới dạng liên kết (trong thành phần của
khoáng hình thành đất sét) và ở dạng tự do (cát quắc). Hàm lợng lớn oxít silíc tự do
cho thấy trong nguyên liệu đất sét có chứa một lợng lớn cát làm tăng độ xốp của x-
ơng, làm giảm độ bền cơ học của sản phẩm, do vậy làm lợng SiO
2
tự do trong sản
xuất sứ vệ sinh không lớn hơn 1%. Hàm lợng oxít silíc trong cao lanh và đất sét chịu
lửa khoảng 50 ữ 60%.
Ôxít nhôm (Al
2
O
3

) : ở trong đất sét dới dạng liên kết (tham gia trong thành phần
của các khoáng hình thành đất sét và tạp chất mica) nó là oxít khó chảy nhất, loại đất
sét và cao lanh chịu lửa có hàm lợng oxít nhôm cao nên đòi hỏi phải có nhiệt độ nung
cao hơn. Khi này, khoảng giữa nhiệt độ bắt đầu kết khối và nhiệt độ nóng chảy có giá
trị lớn đáng kể làm cho quá trình nung sản phẩm dễ dàng vì nó làm giảm khả năng
biến dạng của sản phẩm. Hàm lợng ôxít nhôm để sản xuất sản phẩm sứ vệ sinh không
lớn hơn 33%.
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
7
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Ôxít canxi (CaO): Tham gia vào thành phần của vật chất sét dới dạng tạp chât đá
vôi (CaCO
3
), đá đôlômít (MgCa(CO
3
)
2
) và các khoáng khác. Khi ở trạng thái phân tán
mịn và phân bố đồng đều trong đất sét. oxít canxi làm giảm khả năng liên kết và hạ
thấp nhiệt độ nóng chảy của đất sét. Khi nung ở nhiệt độ cao ôxít canxi phản ứng với
ôxít nhôm và ôxít silic làmgiảm nhiệt độ nóng chảy của đất sét.
Ôxít magiê (MgO): Cũng là chất trợ dung mạnh, có tác dụng tơng tự CaO, chỉ
ảnh hởng ít hơn đến kết khối của đất sét.
Các ôxít kim loại kiềm (Na
2
O + K
2
O) đều là chất trợ dung mạnh mẽ chúng có
khả năng làm tăng dộ co ngót, làm giảm nhiệt độ tạo pha lỏng, nóng chảy, làm đặc

trắc xơng, và tăng độ bền của nó. Các ôxít này tham gian trong thành phần của một số
khoáng tạo đất sét. Đa số chúng có mặt trong tạp chất dới dạng muối hoà tan và cát
trờng thạch.
* Thành phần hạt
Thành phần hạt của đất sét trong công nghệ gốm nói chung và trong sản xuất sứ
vệ sinh nói riêng thì chúng gồm các cỡ hạt có kích thớc từ cỡ hạt 1
à
m đến cỡ hạt
1000
à
m.
Hàm lợng các hạt nhỏ hơn 2
à
m không nhỏ hơn 24%. Các nhóm hạt kích thớc từ
2ữ20
à
m từ 30ữ47%. Sự tăng kích thớc ccác nhóm hạt từ 10ữ20
à
m cho khả năng lèn
chặt phối liệu tốt hơn và làm tăng độ bền của sản phẩm.
Hàm lợng các nhóm hạt trên 20
à
m thì cho phép 6ữ34% nếu trong đất sét có
những hạt qúa nhỏ nhiều thì làm cho đất sét khó tan trong nớc, độ dẻo và độ nhạy khi
sấy tăng, độ co không khí và độ co toàn phần tăng, khi đó ngời ta dùng nguyên liệu
gầy là cát quắc, mảnh vỡ sản phẩm đa vào Tổng hàm lợng vật chất sét bao gồm đất
sét chịu lửa và cao lanh là (48ữ50%) đối với phối liệu sứ và 50ữ52 % đối với phối
liệu sành hoặc bán sứ.
* Chọn nguyên liệu dẻo cụ thể
Từ bảng thành phần hóa các nguyên liệu đất sét các mỏ ở Việt Nam ta chọn hai

loại nguyên liệu dẻo là đất sét Vĩnh Phúc 2 và cao lanh Tấn Mài Quảng Ninh
+ Đất sét Vĩnh Phúc 2:
Bảng thành phần hoá
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O Na
2
O MKN Tổng
57,1 20,42 8,61 0,78 1,8 2,56 0,53 7,7 100
Độ ẩm: W=14%
Khối lợng thể tích:

=1450 Kg/m
3

Hình dạng: Dạng cục thô
+ Cao lanh Tấn Mài Quảng Ninh:
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
8

đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO MKN
58 35,02 0,5 1,2 0,7 7,2
Độ ẩm: W=14%
Khối lợng thể tích:

=1450 Kg/m
3

Hình dạng: Dạng cục thô
2. Nguyên liệu gầy
Ngời ta sử dụng cát quắc đã đợc làm sạch để làm nguyên liệu gầy. Nguyên liệu
có chất lợng cao để làm vật liệu gầy là SiO
2
vô định hình. Đó là phế thải của quá trình
sản xuất silíc tinh thể, ngoài ra ngời ta còn dùng cao lanh nhung để làm nguyên liệu
gầy cho phối liệu. Cao lanh này đợc nung ở 1000
o
C.
3. Nguyên liệu trợ dung

Ngời ta sử dụng pecmatít, trờng thạch, pespast, tan, nhê phêlin-xiennhít, péclít và
các chất khác. Nguyên liệu này cũng đợc làm sạch để không chứa các tạp chất có hại
đặc biẹt là các tập chất có màu, penspát loại I phải có hàm lợng thạch anh tự do
không lớn hơn 8%, hàm lợng oxít sắt không lớn hơn 0,3%, không đuợc chứa các tạp
chất mica, tuốclin và các chất khác.
4. Chất điện giải
Để làm chất điện giảI ngời ta đa vào phối liệu trên 100% xôđa kỹ thuật, thuỷ tinh
lỏng, sunphát hay Natri Coban, hydrôxít Bari, vôi
ii. nguyên liệu để sản xuất men cho sứ vệ sinh
Men là lớp thuỷ tinh mỏng có chiều dày từ 0,1ữ0,3mm hình thành trên bề mặt
của sản phẩm gốm sứ do kết quả tráng trên bề mặt chúng các chất đặc biệt, dính chặt
trên bề mặt sản phẩm bằng cách nung ở nhiệt độ cao. Men giữ cho sản phẩm khỏi bị
tác dụng của axít, kiềm, tăng tính chống them và tính chất khác đồng thời còn trang
trí bề mặt sản phẩm.
Men dùng cho sứ vệ sinh xây dựng phải có độ bền hoá học và độ cứng không
nhỏ hơn 6 đơng vị theo thang vật chất Moos. Chất lợng men phụ thuộc vào tính chất
của hồ men và phơng pháp tráng men.
Tính chất của huyền phù men đợc điều chình bằng cách cho thêm các chất keo tụ
(Natri clorua, axít clohidríc và các chất khác) hoặc các chất pha loãng (Thuỷ tinh
lỏng, xôđa) đất sét và cao lanh cho thêm vào sẽ làm giảm sự phân lớp của lớp huyền
phù men.
Nguyên liệu để chế tạo men là đất sét, cao lanh, cát trờng thạch, pécmatít, đá
phấn, đá vôi Các khoáng chất hoạt hoá nh cácbonat Canxi, Bari
Để tráng men sản phẩm sứ vệ sinh xây dựng ngời ta sử dụng men nguyên liệu,
men Frít và bán Frít. Trong đó nguên liệu và bán Frít đợc sử dụng nhiều, các men
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
9
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
nguyên liệu và men trờng thạch không Frít đợc sử dụng để tráng các sản phẩm từ phối

liệu sứ và bán sứ. Ngời ta dùng các men Frít để tráng các sản phẩm từ phối liệu sành.
Sự thay thế oxít Thiếc trong men bằng Ziếc côn sẽ làm tăng độ trắng cho sản
phẩm, làm giảm giá thành sản phẩm.
Cho thêm vào men 0,5ữ1% Glyxêrin hoặc KMU (0,12ữ0,2%) sẽ làm tăng khả
năng phủ của men làm giảm xu hớng xuất hiện chảy đọng tạo thành dòng (khi tráng
men bằng phơng pháp nhúng) cải thiện dộ bám của men với xơng mộc.
Việc sử dụng các men đục cho phép cải thiện hình dạng bên ngoài của sản phẩm,
mở rộng khả năng tận dụng nguên liệu của công nghiệp sản xuất nhờ sủ dụng nguyện
liệu có chứa tạp chất nhuộm màu.
Với vai trò tạo đục trong men, ngời ta sử dụng ZrO
2
các men Ziếccôn có sự ổn
định lớn với các thay đổi chất lợng của men thờng là: rẻ hơn, độ chảy tràn tốt và
bóng. Do đó hiện nay có thể sử dụng chúng thay thế hoàn toàn các men khác. Tuy
nhiên chất lợng tạo đục cao chỉ có thể đạt đợc khi kích thớc hạt ziếccôn không vợt
quá 1ữ5
à
m. Bởi vì chỉ khi đó ziếccôn mới có tác dụng gây đục do hiện tợng tái kết
dính. Để tăng độ trắng của men đa vào trong phôi liệu của chúng các chất phị gia làm
tăng độ trắng của men
Khi sản xuất các sản phẩm vệ sinh xây dựng có màu thì các chất màu đa vào
trong quá trình nghiền ở máy nghiền bi ớt
Thành phần của men gây ảnh hởng đến màu và sắc thái của sản phẩm men. Men
ziếccôn làm cho màu nhuộm của sản phẩm trang nhã hơn. Để tạo ra sản phẩm màu
đen , màu xanh them màu nâu xẫm nên đa chất nhuộm màu vào men penspát trong
suốt không chứa ziếccôn, màu đồng đều hơn đặc biệt khi chất màu khôn lớn đạt đợc
khi phủ sản phẩm bằng men ziếccôn.
iii. thành phần phối liệu xơng sản phẩm sứ vệ sinh
Thành phần phối liệu tính toán phải đảm bảo cho đạt đợc các tính chất của hồ
đúc rót và nhận đợc các tính chất cơ lý cần thiết của xơng sản phẩm đó là:

Cho khả năng tách khuôn của sản phẩm đúc rót trong thời gian đúc rót.
Hệ số giãn nở nhiệt của xơng và men phải tơng đối bằng nhau.
Sản phẩm đạt đợc độ bền cao (sau khi tháo khuôn) và cho phép gian công nó.
Độ co của sản phẩm khi đúc rót nằm trong giới hạn cho phép bởi khi co ngót
lớn thì trong khuôn sản phẩm mộc sẽ bị nứt còn khi co ngót ít thì khó lấy sản
phẩm mộc ra khỏi khuôn. Đối với phối liệu sứ thì độ co ngót cho phép nằm
trong khoảng 12ữ14%.
Đảm bảo tính chất hồ đúc rót và các tính chất cơ lý cần thiết của xơng sản
phẩm.
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
10
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Khi chuẩn bị hồ thì sử dụng loại phế thải của phân xởng đúc rót với hàm lợng
10ữ30% thể tích hồ để tiết kiệm nguyên liệu. Khi dùng đất sét ít dẻo hơn một phần
cao lanh làm giàu theo phơng pháp khô thì quá trình bám khuôn tạo xơng mộc có khả
năng thực hiện nhanh hơn.
Phối liệu sứ nhiều cấu tử cho khả năng bù trừ thiếu sót tính chất của một loại cấu
tử và giữ đợc thành phần tính chất của phối liệu (trong giới hạn cho phép). Thành
phần thực tế của phối liệu có thể dao động trong một giới hạn rộng lớn.
Khi giảm hàm lợng các hàm lợng các cấu tử đất sét trong phối liệu và tăng hàm
lợng chất phụ gia gầy trong phối liệu sẽ làm tăng khả năng lọc của phối liệu, các tính
chất đúc rót của hồ đợc cải thiện nhất là khi đúc rót trên băng truyền.
Quá trình chuyển từ phối liệu sứ và bán sứ đợc đặc trng bởi sự thay đổi thành
phần của chúng. Lợng cát thạch anh đa vào trong phối liệu sứ khoảng 12ữ18%. Hàm
lợng pécmatít trong phối liệu sứ khoảng 9ữ13%. Tổng hàm lợng các ôxít kiềm tăng từ
0,8ữ0,9% đến 2,2ữ2,3%. Trong phối liệu sứ ngời ta còn tăng lợng các nguyên liệu
penspát và tăng độ nghiền mịn của phối liệu. Hàm lợng các nguyên liệu dẻo (đất sét
và cao lanh) trong phối liệu sứ là 48ữ52% các nguyên liệu không dẻo khoảng
50ữ52%. Tuỳ theo nhiệt độ nung ngời ta đa thêm 18ữ25% chất trợ dung (tính theo l-

ợng penspát tinh khiết) nghĩa là ứng ứng với 3,5ữ4% hàm lợng (Na
2
O, K
2
O) đối với
sứ có nhiệt độ nung từ 1230
o
Cữ1250
o
C và 5ữ6% đối với sứ nung ở nhiệt độ
1178
o
Cữ1180
o
C. Khi lựa chọn thành phần phối liệu ngời ta cần tính tới các yếu tố sau.
+ Khi tăng hàm lợng các vật liệu gầy trong phối liệu tính chất lọc hồ tăng, cong
khi tăng dộ phân tán của vật liệu dẻo (bao gồm các hạt kích thớc không lớn hơn 0,5
à
m thì tính chât lọc hồ giảm, thời gian bám khuôn và tháo khuôn của xơng mộc tăng.
+ Tăng hàm lợng các chất làm gầy thì độ bền của sản phẩm đúc rót giảm, khả
năng hình thành các vết nứt khi tháo khuôn tăng và khả năng biến dạng (bị xệ xuống)
sau khi lấy ra khỏi khuôn cũng tăng lên.
+ Tăn chất điện giảI làm cho sản phẩm mộc bị dòn và làm xấu tính chất đúc rót
của hồ khi gia công nó (xuất hiện các điểm thừa)
+ Tăng độ ẩm của hồ, tơng ứng giảm lợng chất điện giải thì độ dẻo và tính chất
hồ đúc rót của hồ sẽ tăng.
=>Khi lựa chọn thành phần phối liệu cũng cần tính đến phơng pháp chế tạo sản
phẩm (trên bệ hay trên băng truyền), thanh phần phối liệu hợp lý để đúc rót trên bằng
truyền và đúc rót trên bệ (trên giá) đợc giới thiệu bằng hàm lợng các vật liệu sau (%).
Vật liệu Đúc rót băng truyền Đúc rót trên bệ

Đất sét(tính theo vật chất sét)
19ữ22 22ữ26
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
11
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Cao lanh (tính theo vật chất sét)
Cát quắc
Penspát
Mảnh vỡ xơng sản phẩm
19ữ30
28ữ32
12ữ14
11ữ15
30ữ31
28ữ32
10ữ12
5ữ10
iv. Tính toán phối liệu
1.Tính thành phần phối liệu của xơng
* Nguyên liệu sử dụng
- Nguyên liệu dẻo
+ Đất sét Vĩnh Phúc 2
+ Cao lanh Tấn Mài Quảng Ninh
- Nguyên liệu gầy
+ Cát quắc Phú Thọ
- Chất trợ dung
+ Pécmatít: Kim Tân Lào Cai
* Bảng thành phần hoá của nguyên liệu:
- Đất sét Vĩnh Phúc 2

Ta có bảng thành phần hoá
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O Na
2
O MKN Tổng
57,1 20,42 8,61 0,78 1,8 2,56 0,53 7,7 100
Bỏ MKN quy về 100% ta có 100-MKN =92,3
SiO
2
=51,7x100/92.3=62,31%
Al
2
O
3
=20,42x100/92,3 = 22,12%
Fe
2
O
3

= 8,61x100/92,3= 9,33%
CaO = 0,78x100/92,3 = 0,85%
MgO = 1,89x100/92,3 = 2,03%
K
2
O = 2,56x100/92,3 = 2,77%
Na
2
O = 0,53x100/92,3 = 0,57%
Trong quá trình chuẩn bị phối liệu ở các thiết bị lọc từ tính, máy sàng rung đã
gắn các thiết bị lọc sắt, do vậy lợng sắt (III) oxit không còn nhiều trong phối liệu. Giả
sử lợng Fe
2
O
3
còn lại là 0,5%.
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
12
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Khi đó
yx
OR

= 62,31+22,12+0,5+0,85+2,05+2,77+0,57 = 91,17%
SiO
2
=62,31x100/91,17=68,34%
Al
2

O
3
=22,12x100/91,17=24,26%
Fe
2
O
3
= 0,5x100/91,17=0,55%
CaO = 0,85x100/91,17= 0,93%
MgO = 2,03x100/91,17= 2,25%
K
2
O = 2,77x100/91,17= 3,04%
Na
2
O = 0,57x100/91,17= 0,63%
Ta có bảng thành phần hóa đất sét Vĩnh Phúc 2 sau khi nung.
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O Na

2
O MKN Tổng
68,34 24,26 0,55 0,93 2,25 3,04 0,63 0 100
- Cao lanh Tấn Mài - Quảng Ninh
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO MKN Tổng
56,54 34,12 0,48 1,17 0,68 7,01 100
Tổng thành phần hoá của phối liệu = 100%
Bỏ MKN quy về 100% ta có: 100-MKN = 92,99
SiO
2
=56,54x100/92,99=60,8%
Al
2
O
3
=34,12x100/92,99=36,69%
Fe
2
O
3

= 0,48x100/92,99=0,52%
CaO = 1,17x100/92,99= 1,26%
MgO = 0,68x100/92,99= 0,73%
Ta có bảng thành phần hoá của nguyên liệu cao lanh sau khi nung
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO MKN Tổng
60,8 36,69 0,52 1,26 0,73 0 100
- Pécmatít Kim Tân Lào Cai
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O Na

2
O MKN Tổng
67,15 18,81 0,16 0,28 0,32 2,68 9,72 0,53 99,65
Tổng thành phần hoá các ôxít
yx
OR

=99,65 %
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
13
®å ¸n m«n häc c«ng nghÖ gèm x©y dùng
Quy vÒ 100% ta cã
SiO
2
=67,15x100/99,65=67,39%
Al
2
O
3
=18,81x100/99,65=18,88%
Fe
2
O
3
= 0,16x100/99,65=0,16%
CaO = 0,28x100/99,65= 0,28%
MgO = 0,32x100/99,65= 0,32%
K
2

O = 2,68x100/99,65= 2,69%
Na
2
O =9,72x100/99,65= 9,75%
MKN=0,53x100/99,65= 0,53%
Bá MKN quy vÒ 100% ta cã: 100-MKN = 99,47%
SiO
2
=67,39x100/99,47=67,75%
Al
2
O
3
=18,88x100/99,47=18,98%
Fe
2
O
3
= 0,16x100/99,47=0,16%
CaO = 0,28x100/99,47= 0,28%
MgO = 0,32x100/99,47= 0,32%
K
2
O = 2,69x100/99,47= 2,7%
Na
2
O =9,75x100/99,47= 9,8%
Ta cã b¶ng thµnh phÇn ho¸ cña pÐcmatÝt sau khi nung
SiO
2

Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O Na
2
O MKN Tæng
67,75 18,98 0,16 0,28 0,32 2,7 9,8 0 100
- C¸t qu¾c Phó Thä
Ta cã b¶ng thµnh phÇn hãa:
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
MKN Tæng
97,5 1,14 0,05 0,5 99,19
Quy vÒ 100% ta cã
SiO

2
=97,5x100/99,19=98,3%
Al
2
O
3
=1,14x100/99,19=1,15%
Fe
2
O
3
= 0,05x100/99,19=0,05%
MKN=0,5x100/99,19= 0,5%
SVTH: L£ HåNG MINH GVHD: TSKH B¹CH §×NH THI£N
Mssv: 3692.48 líp 48VL2
14
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Bỏ MKN quy vể 100% ta có: 100-MKN = 99,5%
SiO
2
=98,3x100/99,5=98,79%
Al
2
O
3
=1,15x100/99,5=1,16%
Fe
2
O
3

= 0,05x100/99,5=0,05%
Ta có bảng thành phần hoá của cát quắc sau khi nung.
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
MKN Tổng
8,79 1,16 0,05 0 100
2. Tính chọn và kiểm tra thành phần phối liệu
- Trong phối liệu sứ hàm lợng nguyên liệu dẻo (đất sét và cao lanh) tính theo vật
chất sét chiếm khoảng 48ữ50%, lợng cát thạch anh đa vào phối liệu khoảng 12ữ18%,
hàm lợng pécmatít khoảng 9ữ13%. Tổng hàm lợng các nguyên liệu không dẻo chiếm
từ 50ữ52%, hàm lợng ôxít sắt (quy đổi ra Fe
2
O
3
) không lớn hơn 1,4%
- Ta có thành phần hoá của xơng sản phẩm sứ vệ sinh loại I nh sau:
SiO
2
Al
2
O
3

Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O Na
2
O Tổng
66,7 26,5 0,54 0,87 0,44 1,77 1,55 98,37
Tổng thành phần hoá:
yx
OR

=98,37%
Quy về 100% ta có:
SiO
2
=66,7x100/98,37=67,81%
Al
2
O
3
=26,5x100/98,37=26,94%
Fe
2
O
3
= 0,54x100/98,37=0,55%
CaO = 0,87x100/98,37= 0,88%

MgO = 0,44x100/98,37= 0,45%
K
2
O = 1,77x100/98,37= 1,8%
Na
2
O =1,55x100/98,37= 1,58%
Ta có bảng thành phần hoá xơng sứ loại I
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O Na
2
O Tổng
67,81 26,94 0,55 0,88 0,45 1,8 1,58 100
Trên cơ sở thành phần hoá xơng sản phẩm và yêu cầu đối với các nguyên liệu
nh trên. Ta tính toán thành phần phối liệu nh sau:
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
15
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng

- Hàm lợng đất sét dẻo chiếm 39% để đảm bảo độ dẻo cho nguyên liệu, hàm l-
ợng cao lanh đa vào để đảm bảo hàm lợng ôxít nhôm. Trên cơ sở đó ta chọn hàm lợng
cao lanh là 36%. Chọn thành phần hoá của xơng sản phẩm (gồm hai ôxít chính là
SiO
2
= 67,65% và Al
2
O
3
= 26,17%).
Gọi x là phần trăm khối lợng của penspát Lào Cai
Gọi y là phần trăm khối lợng của cát Phú Thọ. Ta có:



+++=
+++=
16,1.98,18.69,36.36,026,24.39,017,26
79,98.76,67.8,60.36,034,68.39,065,67
yx
yx
=>



=
=
07,0
18,0
y

x
Vậy
Đất sét chiềm 39% phần khối lợng
Cao lanh chiếm 36% phần khối lợng
Penspát chiếm 18% phần khối lợng
Cát chiếm 7% phần khối lợng
* Tính phần trăm của các oxít trong xơng sản phẩm
SiO
2
= 0,39.68,34 + 0,36.60,8 + 0,18.67,76 + 0,07.98,79 = 67,65%
Al
2
O
3
= 0,39.24,26 + 0,36.36,39 + 0,18.18,98 + 0,07.1,16 = 26,17%
Fe
2
O
3
= 0,39.0,55 + 0,36.0,52 + 0,18.0,16 + 0,07.0,05=0,43%
CaO = 0,39.0,93 + 0,36.1,26 + 0,18.0,28= 0,87%
MgO = 0,39.2,25 + 0,36.0,73 + 0,18.0,32 = 1,2%
K
2
O = 0,39.3,04 + 0,18.2,7 = 1,67%
Na
2
O =0,39.0,63 + 0,18.9,8 = 2,01%
Tính hệ số giãn nở nhiệt của xơng sản phẩm:

=(67,65.0,05 + 26,17.0,17 + 0,87.1,66 + 1,2.0,15 + 2,01.4,32 + 1,67.3,9).10
-7

= 24,6518.10
-7
(m/độ).
Tính số mol các oxít trong xơng sản phẩm
SiO
2
=67,65/60,06=1,13 mol
Al
2
O
3
=26,17/101,9=0,26 mol
Fe
2
O
3
= 0,43/159,7=0,003 mol
CaO = 0,87/56,1= 0,02 mol
MgO = 1,2/40,3=0,03 mol
K
2
O = 1,67/94,2=0,02 mol
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
16
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Na

2
O =2,01/627=0,03 mol
Ta có
23,0
13,1
26,0
2
32
==
nSiO
OnAl
;
103,0003,002,002,003,0)(
322
=+++=++

ORROOR
Ta thấy điểm A(0,103; 0,23) nằm trong vùng 3. Đất sét cho sản xuất gạch và gồm
trang trí.
* Quy về thành phần thực tế:
- Đối với đất sét:
Trớc khi bỏ MKN:
%25,42
7,7100
100
39
100
100
39 =

=

=
MKN
DS
Kể đến độ ẩm của đất sét W=14% :
%13,49
14100
10025,42
=

ì
=DS
- Đối với Cao lanh:
Trớc khi bỏ MKN:
%71,38
01,7100
100
36
100
100
36 =

=

=
MKN
CL
Khi kể đến độ ẩm của cao lanh W=14%
%01,45

14100
1007,38
=

ì
=CL
- Đối với cát quắc:
Trớc khi bỏ MKN
%04,7
5,0100
100
7
100
100
7 =

=

=
MKN
CAT
Khi kể đến độ ẩm của cát W=2%
%18
2100
10004,7
=

ì
=CAT
- Đối với Pécmatít đã nung:

PMT=18%
=> Tổng hàm lợng các nguyên liệu đa và sản xuất ở trạng thái tự nhiên:

= 49,13+45,01+7,18+18=119,32%
Vậy thành phần phối liệu thực tế là:
Đất sét =
%17,41
32,119
10013,49
=
ì
Cao lanh =
%72,37
32,119
10001,45
=
ì
Cát =
%02,6
32,119
10018,7
=
ì
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
17
®å ¸n m«n häc c«ng nghÖ gèm x©y dùng
PÐcmatÝt =
%09,15
32,119

10018
=
×
3. TÝnh thµnh phÇn men
Chän lo¹i men sø lo¹i II cã thµnh phÇn ho¸ nh sau: (% mol)
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O Na
2
O BaO ZnO ZrO
2
MKN
51,62 13,48 0,16 7 2,06 2,03 1,27 6,34 2,08 5,44 8
Tæng % c¸c «xÝt
yx
OR
∑
= 99,48% < 100%
Quy vÒ 100% ta cã:
SiO

2
=51,62x100/99,48=51,89%
Al
2
O
3
=13,48x100/99,48=13,55%
Fe
2
O
3
= 0,16x100/99,48=0,16%
CaO = 7x100/99,48= 7,04%
MgO = 2,06x100/99,48= 2,07%
K
2
O = 2,03x100/99,48= 2,04%
Na
2
O =1,27x100/99,48= 1,28%
BaO=2,08x100/99,48= 6,37%
ZnO = 6,34x10/99,48= 2,09%
ZrO
2
=5,44x100/99,48= 5,47%
MKN = 8x100/99,48= 8,04 %
Bá MKN quy vÒ 100% ta cã: 100-MKN = 91,96%
SiO
2
=51,89x100/91,96=56,43%

Al
2
O
3
=13,55x100/91,96=14,73%
Fe
2
O
3
= 0,16x100/91,96=0,17%
CaO = 7,04x100/91,96= 7,66%
MgO = 2,07x100/91,96= 2,25%
K
2
O = 2,04x100/91,96= 2,22%
Na
2
O =1,28x100/91,96= 1,39%
BaO=6,37x100/91,96= 6,93%
ZnO = 2,09x10/91,96= 2,27%
ZrO
2
=5,47x100/91,96= 5,95%
SVTH: L£ HåNG MINH GVHD: TSKH B¹CH §×NH THI£N
Mssv: 3692.48 líp 48VL2
18
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Tính phần khối lợng các ôxít
SiO
2

=0,5643.60,06=33,8919 PTL
Al
2
O
3
=0,1473.101,9=15,0099 PTL
Fe
2
O
3
= 0,0017.159,7=0,2715 PTL
CaO = 0,0076.56,1= 4,2973 PTL
MgO = 20,0225.40,3= 0,9068 PTL
K
2
O = 0,0222.94,2= 2,0912 PTL
Na
2
O =0,0139.62= 0,8618 PTL
BaO=0,0693.153,4= 10,6306 PTL
ZnO = 0,0227.81,83= 1,8473 PTL
ZrO
2
=0,0595.123,22= 7,3316 PTL
yx
OR

=77,14 < 100%. Quy về 100% ta có.
SiO
2

=33,8919x100/77,14=52,9745%
Al
2
O
3
=15,0099x100/77,14=23,4611%
Fe
2
O
3
= 0,2715x100/77,14=0,4244%
CaO = 4,2973/77,14= 2,0497%
MgO = 0,9068x100/77,14= 1,4173%
K
2
O = 2,0912x100/77,14= 2,7109%
Na
2
O =0,8618x100/77,14= 1,347%
BaO=10,6306x100/77,14= 13,7809%
ZnO = 1,8473x10/77,14= 2,8874%
ZrO
2
=7,3316x100/77,14= 11,4596%
Tính hệ số giãn nở nhiệt của men:
Công thức tính:
ii
P

=

Trong đó:
i

Hệ số giãn nở nhiệt của ôxít thứ i
P
i
Hàm lợng ôxít thứ i
Tra bảng hệ số giãn nở nhiệt của các ôxít trong sách Thuỷ tinh xây dựng ta có:

=(43,9356.0,05 + 19,458.0,17 + 5,5708.1,66 + 1,1755.0,15 + 1,1172.4,32 +
2,7109.3,9 + 13,7809.1,73 + 2,3947.0,07).10
-7
= 54,3359.10
-7
(m/độ).
Sai lệch so với hệ số giãn nở nhiệt của xơng.
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
19
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
%41,120100
10.6518,24
10.6518,2410.3359,54
7
77
=ì

=

Sai lệch này quá lớn do vậy phải giảm bớt lợng oxít trong men. Giả sử giảm lợng
các ôxít trong men xuống mức có thể trong men lúc này hàm lợng ôxít sau khi giảm
so với hỗn hợp ban đầu là CaO = 1,7% (giảm 3,8708%). K
2
O = 1,0% (giảm
1,7109%), BaO = 2,3% (giảm 2,7732%)
Nh vậy thành phần các ôxít trong men sau khi điều chỉnh là:
SiO
2
=43,9356x100/82,9373=52,9745%
Al
2
O
3
=19,458x100/82,9373=23,6411%
Fe
2
O
3
= 0,352x100/82,9373=0,4244%
CaO = 1,7x100/82,9373= 2,0497%
MgO = 1,1755x100/82,9373= 1,4173%
K
2
O = 1x100/82,9373= 1,205%
Na
2
O =1,172x100/82,9373= 1,347%

BaO=2,3x100/82,9373= 2,7732%
ZnO = 1,1843x10/82,9373= 2,8874%
ZrO
2
=9,4596x100/82,9373= 11,4569%
Hệ số giãn nở nhiệt của men:

=(52,9745.0,05 + 23,4611.0,17 + 2,0497.1,66 + 1,4173.0,15 + 1,347.4,32 +
1,1257.3,9 + 2,7732.1,73 + 2,8874.0,07).10
-7
= 25,7735.10
-7
(m/độ).
Sai lệch so với hệ số giãn nở nhiệt của xơng.
%55,4100
10.6518,24
10.6518,2410.7735,25
7
77
=ì

=



<5% => Sai lệch cho phép
=> Thành phần men là phù hợp
Tính số mol các ôxít:
SiO
2

=52,9745/60,6=0,8820 mol
Al
2
O
3
=23,4611/101,9=2,0322 mol
Fe
2
O
3
= 0,4244/159,7=0,0027 mol
CaO = 2,0497/56,1= 0,0365 mol
MgO = 1,4173/40,3= 0,0352 mol
K
2
O = 1,205/94,2= 0,0128 mol
Na
2
O =1,347/0,0217= 0,0217 mol
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
20
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
BaO=2,7732/153,4= 0,0181 mol
ZnO = 2,8874/81,83= 0,0355 mol
ZrO
2
=11,4569/123,22= 0,093 mol
Vậy ta có công thức men theo Zerger

2
2
32
32
2
2
0930,0
8820,0
0027,0
2302,0
0355,0
0352,0
0181,0
0365,0

0128,0
0217,0
ZrO
SiO
OFe
OAl
ZnO
MgO
BaO
CaO
OK
ONa
Kiểm tra điều kiện theo Zerger
)(
nn
ba +

=(0,0217+0,0128+0,0365+0,0181+0,0352+0,0355)=0,1598<1
Quy về 1 ta có
SiO
2
=0,8820/0,1598=5,5194 mol
Al
2
O
3
=0,2302/0,1598=1,4406 mol
Fe
2
O

3
= 0,0027/0,1598=0,0169 mol
CaO = 0,0365/0,1598= 0,2284 mol
MgO = 0,0352/0,1598= 0,2203 mol
K
2
O = 0,0128/0,1598= 0,0801 mol
Na
2
O =0,0217/0,1598= 0,1358 mol
BaO=0,0181/0,1598= 0,1133 mol
ZnO = 0,0355/0,1598= 0,2222 mol
ZrO
2
=0,093/0,1598= 0,582 mol
Vậy công thức men là:

2
2
32
32
2
2
582,0
5194,5
0169,0
4406,1
2222,0
2203,0
1133,0
2284,0
0801,0
1358,0
ZrO
SiO
OFe
OAl
ZnO
MgO
BaO
CaO
OK
ONa
* Xác định thành phần nguyên liệu sử dụng

- 0,01358 Na
2
O lấy từ trờng thạch Natri: 0,1358(Na
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
)
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
21
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Phần khối lợng trờng thạch Natri: 0,1358.524,26=71,19 PTL
- 0,0801 K
2
O lấy từ trờng thạch Kali: 0,0801(K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
)
Phần khối lợng trờng thạch Kali: 0,0801.556.46= 44,57 PTL
- 0,2203MgO lấy từ đôlômít: 0,2203 MgCa(CO
3

)
2

Phần khối lợng Đôlômít: 0,2203.184,3 = 40,6 PTL
- CaO lấy từ đá phấn CaCO
3
: Đã có 0,2203 CaO lấy từ đôlômít, còn thiếu
0,0081
Phần khối lợng đá phấn: 0,0081.100 =0,81 PTL
- 0,1133BaO lấy từ Baricacbonát: 0,1133BaCO
3

Phần khối lợng Baricacbonát: 0,1133.197,4= 22,37 PTL
- 0,2222 ZnO lấy từ oxít kẽm
Phần khối lợng oxít kẽm: 0,2222.81,38 = 18,08 PTL
- 0,0169 Fe
2
O
3
lấy từ ôxít sắt:
Phần khối lợng ôxít sắt: 0,0169.159,7 = 2.7 PTL
- 0,582 ZrO
2
lấy từ ZrSiO
4
: Zr SiO
4
-> ZrO
2
+ SiO

2
Phần khối lợng của ZrSiO
4
: 0,582.183,28 = 106,66 PTL
- Al
2
O
3
lấy từ caolinít: Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O
Đã có 0,0801+0,1358 = 0,2159 Al
2
O
3
lấy từ trờng thạch
Còn thiếu 1,4406-0,2159 = 1,2247 Al
2
O
3

Phần khối lợng caolinít: 1,2247.258,2 = 316,21 PTL
- SiO
2

lấy từ cát thạch anh.
Đã có 6.(0,1358+0,0801)+2.1,2247+0,582 = 4,3268 SiO
2
Còn thiếu 1,1926 SiO
2
Phần khối lợng cát thạch anh: 1,1926.60,6 = 72,27
Ta có bảng:
Tên nguyên liệu Công thức phân tử
Hàm lợng
PTL %
Trờng thạch Natri
0,1358(Na
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
)
71.19 10.24
Trờng thạch Kali
0,0801(K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2

)
44.57 6.41
Đôlômít 0,2203 MgCa(CO
3
)
2
40.6 5.84
Đá phấn 0,0801.CaCO
3
0.81 0.12
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
22
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Baricácbonát
0,1133BaCO
3
22.37 3.22
Ôxít kẽm
0,2222 ZnO
18.08 2.60
Ôxít sắt
0,0169 Fe
2
O
3
2.7 0.39
ZrSiO
4
0,582.ZrSiO

4

106.66 15.34
Caolinít
0,2159.Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O
316.21 45.47
Cát thạch anh
4,3268 SiO
2
72.27 10.39
Tổng


695.46 100.00
Phần IIi công nghệ chế tạo
I.giới thiệu chung về phơng pháp gia công nguyên liệu
và phối liệu
Trớc khi chuẩn bị phối liệu vật liệu sét đợc đập sơ bộ thành các cục kích thớc
không lớn hơn 300 mm theo tiết diện ngang, các cục có thể phân loại bằng mắt loại
trừ các tạp chất sắt lẫn trong sét, cát đợc sàng qua với kích thớc lỗ 8mm.
Trờng thạch và pecmatit (ở dạngcục) có thể phân loại bằng mắt thờng chúng đợc
rửa và đem nung sơ bộ ở nhiệt độ 950 ữ 100

o
C. Sau đó đem đập trên máy đập hàm và
máy nghiền trong máy Bugen (con lăn) với cặp con lăn bằng granit (các lỗ của tấm
đáycó kích thớc 5mm) khi nghiền trong máy nghiền bi bột khô có lợng sót trên sàng
4900 lỗ/cm
2
không lớn hơn 20%. Sau khi nghiền vật liệu đợc đa qua thiết bị từ tính.
Trờng thạch, Pecmatit, và các vật liệu khác đợc nhận từ máy trộn cho đi qua thiết
bị từ tính.
Hồ là hệ thống phân tán trong hệ thống này các phần rắn (pha phân tán ) ở trạng
thái lơ lửng (trong môi trờng phân tán) trong hệ thống này mạng lới không gian
không có trật tự, từ các phần tinh thể trong nớc đã hình thành một cấu trúc xác định.
Việc chế tạo hồ với chất lợng cao là một việc làm phức tạp vì các nguyên liệu
nhận đợc ở nhà máy thờng có thành phần và tính chất không ổn định, vì vậy cần phải
tiền hành kiểm tra thờng xuyên và cẩn thận.
Độ phân tán của các phần đợc điều chỉnh bằng chế độ làm việc của máy nghiền
bi, nớc có ảnh hởng đến độ bền và độ linh động của hồ cũng nh đến mật độ của hồ
dúc rót. Hình dạng tốt nhất của cá phần trong hồ đúc rót đạt đợc khi chúng có dạng
hình cầu.
Nớc cũng gây ảnh hởng lớn dến tính chất của hồ đúc rót, các tính chất đúc rót
của hồ phụ thuộc vào độ nhớt, mật độ hằng số điện ly, mômen lỡng cực của phân tử
nớc và đặc trng tơng tác nớc với pha rắn. Độ cứng của nớc để chuẩn bị hồ cần không
đợc quá 5
o
C, tốt nhất là sử dụng nớc cất.
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
23
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Các tạp chất có hại làm giảm chất lợng của hồ đó là đại lợng sun phát hoà tan

vào thạch cao từ khuôn thạch cao đa vào trong hồ cùng các cấu tử của phối liệu và n-
ớc. Đúc rót sản phẩm từ phối liệu hồ này làm cho nó bị dòn và bị hỏng khi tháo
khuôn.
=>Trong sản xuất sứ vệ sinh xây dựng hồ đợc chuẩn bị bằng hai phơng pháp: ph-
ơng pháp ép lọc và không ép lọc, với quá trình nghiền chung hay nghiền riêng các cấu
tử của phối liệu. Hồ đúc rót đợc đặc trng bằng một số các thông số sau:
Chỉ tiêu
Sành
Bán sứ Sứ
Thờng Samốt
Lựơng sót trên sàng
10.000 lỗ/cm
2

8ữ14
- 38
1,8ữ2,2
Độ ẩm (%)
29ữ30 27ữ28 30ữ315 30ữ32,5
Vận tốc chảy

30 giây
12ữ15 10ữ12 12ữ15 6ữ14
30 phút
2ữ28 17ữ22 23ữ28 15ữ40
Mật độ hồ 1,76
1,7ữ2,76
1,76 1,76
Hệ số sánh
2ữ2,5 3,4ữ3,7 2ữ2,5 2ữ3,5

Độ bám khuôn của x-
ơng mộc sau 2h (mm)
8ữ20
-
6ữ9 8ữ9,5
1. Phơng pháp ép lọc
Khi chế tạo hồ bàng phơng pháp ép lọc và nghiền đồng thời các vật liệu sét và
vật liệu gầy, tất cả các cấu tử của phối liệu đợc nghiền trong máy nghiền bi theo ph-
ơng pháp ớt sau đó đa ra ép lọc.
Để rút ngắn quá trình nghiền làm giảm độ chảy của hồ, tăng độ linh động và cải
thiện khả năng tách nớc của hồ trên các thiết bị ép lọc, khi nghiền nên đa thêm vào
các chất hoạt tính bề mặt.
- Ưu điểm : Chất lợng hồ cao, vận tốc bám khuôn nhanh, hồ không bị sa lắng.
- Nhợc điểm : Phức tạp, tốn nhiều sức lao động
Hồ đợc rót ra móng sau đó đợc đa qua sàng rung. Sau rồi đa tới máy khuối chân
vịt, hồ đợc bơm qua các máng vào bể chứa có cánh khuấy và đốt nóng tới nhiệt độ 40
ữ50
o
C rồi đa đi tách nớc trong các thiết bị ép lọc. Tiếp theo các tảng ép lọc có độ ẩm
21ữ22% đợc đa vào máy trộn ngang hoặc máy nghiền bi để đánh tan, phối liệu nớc và
chất điện giải cũng đợc cho thêm vào hồ khi sử dụng cao lanh làm giàu bằng phơng
pháp ớt ngời ta cho thêm xôđa khan, thuỷ tinh lỏng.
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
24
đồ án môn học công nghệ gốm xây dựng
Các chất điện giải không những có khả năng pha loãng hồ mmà còn làm tăng độ
bền mặc dù chúng có làm giảm vận tốc bám khuôn hình thành xơng mộc.
2. Phơng pháp không ép lọc
Phơng pháp không ép lọc để chuẩn bị hồ đợc thực hiện bằng cách nghiền riêng

hay nghiền chung nguyên vật liệu sau đó phối liệu đợc đem đi tạo hình ngay không
qua khâu ép lọc.
Khi chuẩn bị hồ sứ, các mảnh vỡ sản phẩm đã đợc nghiền trên máy đập hàm và
máy nghiền con lăn sau đó đợc đa vào máy nghiền bi với cát quắc, penspát hay
pécmatít hạt nhỏ, xôđa và 20% đất sét so với khối lợng chung (lần nạp thứ nhất). ở lần
nạp thứ hai ngời ta nạp hết đất sét còn lại (80% đất sét) và lợng thuỷ tinh lỏng tính
toán là 60%, tỷ lệ giữa vật liệu đợc nạp vào máy nghiền bi với nghiền Uralít là 1ữ1,3.
Sau đó mỗi chu kỳ nghiền ngời ta đa thêm vào máy nghiền một lợng bi là 1% khối l-
ợng các vật liệu đa vào nghiền, vật liệu gầyđợc nghiền mịn đến độ sót trên sàng N
0
-
006 (10.000 lỗ/cm
2
) là 1,8ữ2,2%.
Hồ đợc rót vào bể có thiết bị khuấy trộn chung đợc lọt qua sàng 144ữ193 lỗ/cm
2
và đi qua thiết bị từ tính và tấm điện tử để lọc sắt. Cao lanh đợc đa trực tiếp vào máy
khấy chung (bể khuấy trộn chung) ở đó nó đợc khuấy trộn với các cấu tử còn lại của
phối liệu 40% lợng thuỷ tinh lỏng còn lại cũng đợc đa vào bể khuấy chung.
Kinh tế nhất để đánh tan các cấu tử đất sét của phối liệu nâng cao độ nghiền mịn
có thể sử dụng máy nghiền tia, dùng chất lỏng hay máy nghiền lôxô tia theo thiết kế
của trờng Đại học Xây dựng Vôronher (Nga) theo Z-A Pennhiakin các máy nghiền
này cho khả năng hi phí điện năng 2ữ3 lần, giảm diện tích sản xuất, giảm chi phí thiết
bị, việc thay đổi qúa trình đánh tan các vật liệu sét thành quá trình liên tục cho phép
không giảm chi phí lao động mà còn cho phép tự động hoá thao tác công nghệ.
Các phế thải sạch của phối liệu từ phân xởng đúc rót đợc khuấy trong một máy
khuấy riêng. Khi hồ đã chuẩn bị xong ngời ta đa thêm vào máy khuấy trộn chung để
trộn với hồ mới chuận bị.
Khi nghiền riêng các chất điện giải đợc đua vào theo từng bớc: Xô-đa khan đa
vào trong lần nạp thứ nhất, thuỷ tinh lỏng (R

2
-mSiO
2
) đa vào theo từng bổctng lần nạp
thứ nhất là 40% trong lần nạp thứ 2 là 60%. Đôi khi thuỷ tinh lỏng đợc đa vào ở bớc
thứ 2 là 40% cung với quá trình nạp đất sét. Phần còn lại 60% đợc đa vào sau khi làm
đồng đều hồ trong máy khuấy trộn chung.
Đa chất điện giải vào theo từng bớc cho kết quả tốt hơn so với phơng pháp thông
thờng. Trong trờng hợp đa chất điện giải vào khi nạp liệu lần thứ nhất, ngời ta nạp cao
lanh đợc làm giàu vào máng khuấy chân vịt ở lần chất tải thứ nhất. Khi sử dụng đất
sét dẻo ngời ta cho thêm vào 0,45ữ0,75% thuỷ tinh lỏng sau khi khuấy tan đất sét,
cao lanh, khi cần thiết ngời ta còn cho thêm một ít chất điện giải.
SVTH: LÊ HồNG MINH GVHD: TSKH BạCH ĐìNH THIÊN
Mssv: 3692.48 lớp 48VL2
25