ĐỒ ÁN NHẬP MÔN THUẬT HOÁ HỌC

ĐỒ ÁN NHẬP MÔN KỸ THUẬT HOÁ HỌC
HIỆN TRẠNG NGÀNH SẢN XUẤT GẠCH GỐM ỐP LÁT VIỆT NAM

Trước năm 1993, cả nước chỉ có 3 cơ sở sản xuất gạch ốp tường với công
suất hơn 200.000 m
2
/năm là Thanh trì (Hà Nội), Thanh Thanh (Đồng Nai) và Long
Hầu (Thái Bình), sản phẩm chủ yếu là gạch men ốp tường kích thước 100 x 100
mm. Năm 1994, dây chuyền sản xuất gạch gốm ốp lát nền đầu tiên với công nghệ,
thiết bị hiện đại, đồng bộ của hãng Welko-Italia, công suất 1 triệu m
2
/năm đã
được đầu tư tại Hà Nội. Sau đó dây chuyền thứ 2 của hãng Sitti-Italia đã được
đầu tư tại nhà máy Thanh Thanh (Đồng Nai).
Năm 1995, hai cơ sở này đi vào sản xuất, cung cấp cho thị trường những lô
sản phẩm đầu tiên đạt chất lượng tốt.Việt Nam là một thị trường tiêu thụ gạch
gốm ốp lát lớn, nhờ dân số đông, tăng nhanh, thời tiết nắng nóng, mặt khác Việt
Nam có điều kiện thuận lợi về nguyên liệu : cao lanh, Fenspat, đất sét trắng cũng
như nhiên liệu để sản xuất gạch gốm ốp lát, nên đầu tư trong lĩnh vực này đã
tăng trưởng hết sức nhanh chóng.
Năng lực sản xuất gạch gốm ốp lát năm 2000 đạt: Gạch ốp lát: 60,7 triệu
m
2
/năm, gạch granite: 6,5 triệu m
2
/năm.
2005 đạt: Gạch ốp lát: 150 triệu m
2
/năm, gạch granite: 25,5 triệu m
2

/năm.
2008 đạt: Gạch ốp lát: 255 triệu m
2
/năm, gạch granite: 45 triệu m
2
/năm.
Bảng thống kế năng lực sản xuất gạch ốp lát Việt Nam Đơn vị: Triệu m
2
/năm
Năng lực sản xuất 1992 1995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 Gạch ốp lát tráng
men 0,201 2,195 60,7 150 170,8 255 Gạch granit 6,5 25,5 38,5 45
Sau hơn 15 năm phát triển, ngành sản xuất gạch gốm ốp lát Việt Nam đã có
bước tiến nhảy vọt cả về sản lượng, năng lực sản xuất, quy mô đầu tư và quy mô
thị trường. Đặc biệt từ năm 2005 trở lại đây tốc độ tăng trưởng bình quân đạt
20%/ năm. Sự tăng đột biến đã diễn ra trong giai đoạn 2007-2009 và nó phản ánh
những đặc điểm nổi bật sau đây:
- Các dự án đầu tư ở khu vực phía bắc có xu hướng tăng hơn các khu vực ở
phía nam, đặc biệt xuất hiện các nhà đầu tư lớn như Tập đoàn Prime Group đã
đầu tư tăng công suất từ 45 triệu m
2
/ năm vào năm 2006 đến 80 triệu m
2
/ năm vào
năm 2008. Các cơ sở đầu tư mới ở Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Quảng Ngãi có công
suất ban đầu tối thiểu 3.000.000m
2
/năm và có phương án mở rộng tăng công suất
lên gấp đôi, gấp ba trong những năm tới.
- Các nhà máy đã cổ phần hoá đều mở rộng công suất trên mặt bằng hiện có
như: Vitaly, Thanh Thanh, Viglacera Thăng Long và đặc biệt là các nhà máy ở

Miền Trung như: Ceramic Thanh Hoá, Cosevco Quảng Bình, Granit Trung Đô,
Hucera Huế,
- Các nhà máy cổ phần, tư nhân đều có quy mô mở rộng lớn như: Mikado, Thái
Bình, Thanh Hà Phú Thọ và các nhà máy vùng Hưng Yên, Hải Dương.
- Từ thực tế trên cho thấy xu hường phát triển gạch gốm ốp lát ceramic đang
phát triển theo xu hướng tư nhân, hình thành các tập đoàn lớn nhằm tăng sức
cạn tranh sản phẩm, đó là xu hướng phát triển đúng đắn. Mặc dầu ngành sản
xuất gốm ốp lát Việt Nam phát triển nhanh, năng lực lớn đưa Việt Nam trở thành
một trong những quốc gia sản xuất gạch gốm ốp lát có tên tuổi ở khu vực và thế
giới.
Tuy nhiên, ngành gốm sứ Việt Nam chưa có một ngành công nghiệp chế biến
nguyên liệu tương xứng. Trước hết là nhận thức của các nhà đầu tư về nguyên
liệu đầu vào chưa đúng mức, đã thả lỏng khâu chế biến nguyên liệu đầu vào dẫn
đến quá trình sản xuất sản phẩm chịu những tác động không tốt, hiệu quả sản
xuất thấp. Nguyên nhân là do sự phát triển nhỏ lẻ và phân tán. Ở các cường quốc
sản xuất gạch gốm ốp lát trên Thế giới như: Tây Ban Nha, Italia, Trung Quốc họ
đã xây dựng những khu chế biến nguyên liệu lớn như: Castlon (Tây Ban Nha),
Sasuolo (Italia) hoặc Phật Sơn (Trung Quốc) với rất nhiều nhà máy chế biến
nguyên liệu công suất lớn, cung cấp bột xương cho rất nhiều nhà máy trong khu
vực. Mức độ chuyên môn hoá sản xuất ở các nước này rất cao, có nhiều nhà máy
chuyên môn nung các xương gốm, các nhà máy chuyên môn tráng men và nung
theo từng cấp độ trang trí bề mặt. Việt Nam cần đi theo khuynh hướng này mới
nâng cao được năng suất lao động, chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất
và nâng cao sức cạnh tranh với các sản phẩm nhập khẩu. Một trong những điểm
yếu rất cơ bản của ngành sản xuất gốm ốp lát Việt Nam là khâu đào tạo công
nhân và cán bộ kỹ thuật. Đây là một vấn đề bất cập lớn. Hiện nay, hầu hết các cơ
sở sản xuất tự đào tạo nguồn nhân lực cho cơ sở sản xuất của mình. Nhà nước
chưa có chương trình đào tạo để cung cấp nguồn nhân lực cho ngành sản xuất
gốm ốp lát. Vì vậy cần quan tâm đầu tư nhiều hơn nữa cho lĩnh vực này.
1/ KỸ THUẬT HOÁ HỌC LÀ GÌ?

Kỹ thuật hoá học : là một nhánh của kỹ thuật mà các ứng dụng của khoa
học hoá lý (hoá học và vật lý) và khoa sống (sinh học, vi sinh học, hoá sinh
học…) với toán học, để quá trình chuyển đổi nguyên vật liệu có giá trị hơn. Kỹ
thuật hoá học cũng quan tâm đến vật liệu mới có giá trị tiên phong và khoa học;
ví dụ như trong công nghệnano các tế bào nhiên liệu, kỹ thuật y sinh… Kỹ thuật
hoá học chủ yếu liên quan đến thiết kế, cải tiến bảo trì các quá trình hoá học hoặc
sinh học chuyển cho quy mô lớn sản xuất. Kỹ sư hoá học đảm bảo cho các quy
trình được vận hành một cách an toàn, bền vững và kinh tế. Kỹ sư kỹ thuật hoá
học được sử dụng nhiều với tên kỹ sư quá trình. Một thuật ngữ liên quan rộng
hơn là Công nghệ hoá học; và người làm việc trong ngành này được gọi là kỹ sư
hoá học. Kỹ sư kỹ thuật hoá học thiết kế quy trình để đảm bảo hoạt động kinh tế
nhất, điều này có nghĩa là toàn bộ dây chuyền sản xuất phải được quy hoạch và
kiểm soát chi phí.
Sử dụng áp suất cao hoặc nhiệt độ làm cho một số phản ứng dễ dàng hơn.
VD1 : sản phẩm NH
3
tái chế liên tục:
+ sản xuất từ các yếu tố ở trong một lò phản ứng áp suất cao
+ mặt khác, phản ứng với một năng suất thấp có thể được
+ đó sẽ là phức tạp và gian khổ nếu được làm bằng tay trong phòng thí
2
nghiệm.
VD2 : làm bay hơi một mẫu thí nghiệm :
+ không phải là bất thường để xây dựng 6 bước.
+ thậm chí thiết bị bay hơi 12 bước để tái sử dụng năng lượng xông hơi
cho một lợi thế kinh tế.
+ ngược lại : các nhà hoá học trong phòng thí nghiệm bay hơi mẫu trong
một bước.
Các quá trình được sử dụng bởi các kỹ sư hoá học (chưng cất hoặc lọc) được
gọi là hoạt động đơn vị và bao gồm các phản ứng hoá học, nhiệt và lực chuyển

giao hoạt động. Hoạt động đơn vị được nhóm lại với nhau trong các cấu hình
khác nhau với mục đích tổng hợp hoá học hoặc phân tích hoá học.
Ba định luật vật lý cơ bản được sử dụng là bảo toàn khối lượng, bảo toàn động
lượng và bảo toàn năng lượng. Sự chuyển động của khối lượng và năng lượng
trên một quá trình hoá học được đánh giá bằng cách sử dụng cân bằng khối
lượng và cân bằng năng lượng. Luật áp dụng cho các bộ phận rời rạc của các
thiết bị, hoạt động đơn vị hoặc toàn bộ một nhà máy. Khi làm như vậy các kỹ sư
cũng phải sử dụng các nguyên tắc của nhiệt động học, động học phản ứng, cơ
chất lỏng và hiện tượng vận chuyển. Chúng là công cụ trợ giúp mô phỏng quá
trình.
Thiết kế là làm việc thông qua một số giai đoạn, khái niệm quá trình và phản
ứng hoá học trong tay, một flowsheet được thiết kế bao gồm tất cả các dòng vật
chất trong quá trình này: từ vật liệu, quá trình và sản phẩm trung gian, hoạt động
đơn vị (ví dụ như chưng cất cũng là một đơn vị hoạt động) , chất thải, sản phẩm
cuối. Thiết kế sơ bộ được thực hiện để ước tính chi phí, không gian và các yêu
cầu về môi trường dể tiếp tục đánh giá tính khả thi của ý tưởng này. Sau giai
đoạn đòi hỏi phải thiết kế và đặc điểm kỹ thuật của tất cả các phần và mỗi phần
của các thiết bị quá trình đó và cuối cùng tính toán chi phí và lập kế hoạch dự án.
Giám sát việc thử nghiệm, công việc mô phỏng theo, chạy quá trình và đảm
bảo nó tiếp tục, có các cải tiến liên tục cho cuộc sống của quá trình này.
2/ ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT HOÁ HỌC
Kỹ thuật hoá học được ứng dụng trong nhiều loại sản phẩm, các ngành công
nghiệp hoá học có phạm vi lớn, sản xuất hợp chất vô cơ, hữu cơ công nghiệp,
gốm sứ, năng lượng và hoá dầu, hoá chất nông nghiệp (phân bón, thuốc trừ
sâu…) , chất dẻo, chất đàn hồi, chất nổ, chất tẩy rửa, hoá chất oleo, nước hoa,
hương liệu, phụ gia, dược và mỹ phẩm… Chế biến gỗ, chế biến thực phẩm, công
nghệ môi trường, kỹ thuật dầu khí, thuỷ tinh, sơn và chất phủ, keo và chất kết
dính… có liên quan chặt chẽ với nhau.
Kỹ thuật hoá học hiện đại bao gồm nhiều quá trình hơn các quá trình cũ. Kỹ
sư hoá học thì đang tham gia vào phương trình và sản xuất đa dạng sản phẩm và

hàng hoá được chuyên môn hoá, chuyên môn hoá chất. Sản phẩm này bao gồm
vật liệu hiệu suất cao cần thiết cho hàng không vũ trụ, điện tử, y sinh, quân sự
ứng dụng.
3
VD: sợi siêu bền, thuốc nhuộm tế bào, năng lượng mặt trời, vật liệu sinh học
giả cácbộ phận con người, dược phẩm… Ngoài ra kỹ thuật hoá học thường gắn
với sinh học và kỹ thuật y sinh. Nhiều kỹ sư hoá học làm việc trên các dự án sinh
học như biopolymers sự hiểu biết về protein và lập bản đồ gen người. Ngày nay,
các lĩnh vực công nghệ hoá học là tới chế biến khoáng sản…

GẠCH ỐP LÁT CERAMIC
1/ NGUYÊN LIỆU
Cao lanh và đất sét là sản phẩm phong hoá tàn dư của các loại đá gốc chứa
trường thạch như Péc-ma-tít, granit, bazan… hoặc các cuội sỏi thềm biển đệ tứ.
Ngoài sự hình thành kiểu phong hoá tàn dư, còn có sự hình thành do quá trình
biến chất trao đổi các đá gốc cộng sinh.
Kiểu phong hoá tàn dư và biến đổi chất trao đổi hình thành các mỏ cao lanh tại
mỏ đá gốc- là cao lanh nguyên sinh (cao lanh thô) . Nếu sản phẩm phong hoá tàn
dư, nhưng bị nước băng hà, gió cuốn đi, rồi lắng đọng tại chỗ trũng hình thành
lên các mỏ đất sét, trầm tích.
Đất sét thông thường là loại nguyên liệu đa khoáng, có chứa một số khoáng
sét caolinin, monmorilonit, thuỷ mica theo những tỉ lệ khác nhau.
Caolinit : Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2

O;
Monmorilonit : Al
2
O
3
.4SiO
2
.nH
2
O (chính);
Thuỷ mica : K
2
O.Al
2
O
3
.SiO
2
.2H
2
O.
Đất sét thường có độ mịn, dẻo, độ tương rõ lớn, hút nước, cỡ hạt nhỏ hơn
0,06µm chiếm 5-20%. Còn đất sét monmorilonit có độ mịn rất cao, cỡ hạt nhỏ hơn
0,06µm chiếm 40%.
- Đất sét là thành phần chính tạo lên khung xương.
- Fenpt : có 3 loại : + kali : K
2
O.Al
2
O

3
.6SiO
2
có nhiệt độ sôi là 1170
o
C ;
+ natri : Na
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
có nhiệt độ sôi là 1120
o
C ;
+ canxi : CaO.Al
2
O
3
.2SiO
2
có nhiệt độ sôi là 1552
o
C .
Tác dụng : với hàm lượng lớn có thể hạ thấp nhiệt đọ nóng chảy và đồng thời
kéo dài khoảng nhiệt độ trạng thái kết khối của nguyên liệu sét.
VD : Sử dụng fenpat Phú Thọ :
SiO

2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O Na
2
O MKN
73,9 14,7 O,34 0,25 0,36 5,5 3.91 0,34
Nguyên liệu để sản xuất gạch ốp lát ceramic là cao lanh hoặc đất sét và fenpat,
dolomit.
- Cao lanh và đất sét khác nhau được gọi chung là nguyên liệu sét-danh từ
để
chỉ các loại khoáng vật mảnh vụn có thành phần hoá học thông thường là
hydroalumosilicat.
- Nguyên liệu sét được hình thành do sự phong hoá của đá gốc như fenpat,
granit,… trong suốt nhiều thế kỷ địa chất.
4
Quá trình phong hoá có sự kết hợp của các tác nhân vật lý, hoá học và sinh học.
Phong hoá bao gồm việc phá huỷ cơ học của gặng gốc, đồng thời có quá trình
thuỷ phân và hoà tan các khoáng trong quặng dưới tác dụng của nước, đất nóng
và làm lạnh. Độ pH của môi trường hoà tan có ý nghĩa quan trọng trong việc hình
thành loại khoáng sét.
VD : phong hoá fenpat :

K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
+ 2H
2
O + CO
2
―> Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O + K
2
CO
3
+ 4SiO
2

Đất sét thuộc về sét thứ sinh là sản phẩm phong hoá được mang đi nơi khác và
được lắng đọng lại. Đất sét có đặc điểm : chứa nhiều hạt mịn, dẻo và lẫn nhiều
tạp chất.

Thành phần hoá học gạch lát ceramic :
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O,Na
2
O MKN
53,73 16-19 1-9 0,5-2 1,3-2,6 0,7-3,2 4-12
VD : sử dụng đất sét giếng đáy Quảng Ninh :
SiO
2
Al
2
O
3
,TiO
2
Fe
2
O
3

CaO MgO K
2
O,Na
2
O MKN
74,4 14,8 1,99 0,42 0,72 2,42 5,33
Sử dụng fenpat như thế nào và với phần trăm bao nhiêu?
VD : sử dụng đất sét Phú Ninh - Sóc Sơn - Hà Nội :
SiO
2
Al
2
O
3
,TiO
2
Fe
2
O
3
CaO MgO K
2
O,Na
2
O MKN
59,58 24,65 2,57 0,86 0,81 2,9 8.05
2/ ĐỊNH LƯỢNG
Nguyên liệu thô được khai thác hoặc mua về nhà máy và đưa vào kho dự trữ
theo từng loại riêng biệt. Nguyên liệu được cân định lượng chính xác từng loại
sau đó nạp vào phễu để cấp cho máy nghiền bi.

3/ NGHIỀN BI ƯỚT
Máy nghiền bi :
- Nguyên lý hoạt động : máy nghiền bi thuộc loại máy nghiền mịn và sự nghiền
xảy ra là do sự va đập và chà xát của các viên bi với vật liệu nghiền.
- Phân loại : máy nghiền bi ướt làm việc liên tục và máy nghiền bi ướt làm viẹc
gián đoạn.
- Ưu điểm của máy nghiền bi ướt : năng suất cao, sản phẩm mịn, cấu tạo đơn
giản, dễ sử dụng, an toàn và điều chỉnh được mức độ nghiền.
- Nhược điểm : tiêu thụ khá nhiều năng lượng, kích thước máy lớn, cồng
kềnh, khi làm việc rất ồn.
So sánh ưu, nhược điểm của máy nghiền bi ướt làm việc gián đoạn và máy
nghiền bi ướt làm việc liên tục :
5
Máy nghiền bi ướt làm việc
gián đoạn
Máy nghiền bi ướt làm việc
liên tục
Nguyên liệu
Nguyên liệu ổn định về
thành phần
phần do dễ điều chỉnh
Nguyên liệu không ổn định về
thành phần
do khó điều chỉnh
Hoạt động Không thể vừa nghiền, vừa
lấy vật liệu
Vừa nghiền, vừa lấy vật liệu
Năng suất
Năng suất không cao bằng
máy nghiền bi ướt làm việc

liên tục
Năng suất cao hơn máy nghiền
bi ướt làm việc gián đoạn
Không tiết kiệm được thời
gian và năng lượng bằng
máy nghiền bi ướt làm việc
liên tục
Tiết kiệm được thời gian và
năng lượng hơn máy nghiền
bi ướt làm việc gián đoạn
Một số thông số kỹ thuật : kích thước vật cho vào máy : 25÷70 mm; sản phẩm
có kích thước hạt <0,1 mm.
- Cấu tạo máy nghiền bi ướt :
+ Lớp lót có thể làm bằng đá, sứ hoặc cao su;
+ Bi nghiền : có thể là sứ, bi sỏi cuội, sứ cao nhôm;
+ Hồ ra khỏi máy nghiền bi có độ ẩm từ 32÷34% và có tỷ trọng xấp xỉ 1,7 g/cm
2
.
Hồ sau khi ra khỏi máy nghiền bị sẽ được cho vào bể khuấy.
4/ BỂ KHUẤY
Bể khuấy có tác dụng làm bể chứa và làm cho nguyên liệu không bị lắng, giúp
nguyên liệu được trộn đều.
5/ SÀNG RUNG, KHỬ TỪ
- Sản phẩm sau khi ra khỏi bể khuấy được đưa vào máy sàng rung.
Ưu điểm nổi trội là năng suất cao và không dính bụi.
Đặc tính kỹ thuật của sàng rung :
+ Bề mặt sàng : chiều rộng là 820 mm, chiều dài là 2100 mm;
+ Chu kỳ : 1800 vòng/phút;
+ Công suất tiêu thụ (mã lực) là 2,5 (HP);
+ Kích thước sàng rung : chiều dài là 2300 mm, chiều rộng là 1500 mm, chiều

cao là 1200 mm;
+ Tổng khối lượng là 1000 kg;
+ Năng suất là 1000 kg/h;
- Khử tử : loại bỏ bớt sắt (sắt là tạp chất gây màu), để khử từ, ta có thể dùng
nam châm vĩnh cửu hoặc là nam châm điện. Trên thực tế, người ta thường dùng
nam châm điện.

6/ BỂ CHỨA HỒ SẤY PHUN
6
7/ SẤY PHUN
Sau khi qua bộ lọc, không khí được làm sạch và dẫn đến bộ gia nhiệt độ. Quy
trình gia nhiệt độ có thể là : lò tạo khí nóng, gia nhiệt độ bằng điện, gia nhiệt độ
bằng hơi … hỗn hợp được gia nhiệt độ tơi nhiệt độ cài đặt, sau đó được đưa tới
bộ chia khí nóng tiếp tuyến
8/ SILÔ CHỨA
Silô là hệ thống bồn chứa nguyên liệu bảo quản có tính đặc thù riêng.
9/ TẠO HÌNH, ÉP BÁN KHÔ
7
Bột ép được tháo ra khỏi silô tự động, qua băng tải, gầu tải vào phễu máy ép
và cấp cho khuôn ép. Máy ép hoạt động tự động theo chương trình cài đặt sẵn.
Lực ép tối đa của máy ép được lựa chọn tuỳ thuộc vào kích thước sản phẩm. Đối
với gạch ốp, kích thước sản phẩm thông thường 200 x 300 mm thì lực ép tối đa
chỉ cần 1500 tấn. Đối với gạch gốm lát tráng men và gạch gốm granit kích thước
đến 600 x 600 mm hoặc 600 x 900 mm thì lực ép tối đa khoảng 3200 tấn. Muốn
sản xuất loại sản phẩm có kích thước đến 1200 x 1200 mm hoặc 1200 x 1800 mm
thì phải có máy ép siêu lớn, lực ép đến 6200 tấn hoặc 7200 tấn.
Gạch ceramic được tạo hình trên các mảng ép thuỷ lực. Tuỳ thuộc vào kích
thước máy ép, kích thước viên gạch mà mỗi chu kỳ có thể được 1, 2, 4, 6, … viên
gạch mộc. Áp lực ép trung bình là 300kg/cm
2

. Trong 1 phút, máy ép có thể thực
hiện được 8÷10 chu kỳ ép, mỗi chu kỳ có 2 bậc ép.
Phương pháp ép bán khô để tạo hình cho các loại sản phẩm có yêu cầu độ
co sấy, co nung nhỏ, nghĩa là sản phẩm sấy có độ chính xác cao về hình dạng và
kích thước. Phương pháp này cho phép tạo hình các sản phẩm có hình dạng đơn
giản đến tương đối phức tạp, từ các phối liệu chứa nhiều nguyên liệu gầy kém
dẻo.
Khuyết tật : vết nứt phân lớp do việc giãn nở đàn hồi (tính chất cơ lý của
phôi ép), ngoại lực tác dụng lên phôi ép sau khi ép kết thúc.
Biện pháp :
+ Chọn độ ẩm thích hợp cho phối liệu (hàm lượng chất liên kết quá lớn làm
tăng áp lực của không khí bị nén. Lượng chất liên kết lỏng trong bột không đủ để
làm giảm khả năng đàn hồi nhỏ của phôi ép, dẫn đến việc xuất hiện các vết nứt
không mong muốn.
+ Lựa chọn hợp lý thành phần hạt của phối liệu và bột sản phẩm. Hạt mịn
làm tăng độ giãn nở, đàn hồi và hiện tượng quá nén, tạo viên, tạo kết tủa cho bột
ép là điều kiện để tránh khuyết tật quá nén.
+ Lựa chọn áp suất ép phù hợp và khả năng điều chỉnh nó khi có sự di động
của các tính chất phối liệu.
+ Ép có điểm dừng để tránh vết nứt quá nén, ép bậc giải phóng bớt ứng suất
đàn hồi và cho không khí thoát ra từ bột ép.
+ Ép và đồng thời hút chân không, bột ép chứa trong khuôn (bị hạn chế
dùng).

10/ SẤY MỘC
Sau khi tạo hình, gạch mộc được chuyển vào lò sấy khô đến độ ẩm ≤1%. Thiết
bị sấy có thể là sấy đứng hoặc sấy nằm. Gạch vào sấy có độ ẩm nhỏ nên gạch có
thể được sấy nhanh trong 1,5÷2h với nhiệt độ sấy cao nhất có thể lên tới
200÷250
o

C.
Hình ảnh
Sấy nhằm mục đích tách nước tạo hình; tạo cho sản phẩm có một độ bền cơ
học cần thiết để xếp vào lò nung mà không bị biến dạng; kết thúc thay đổi thể
tích của các sản phẩm do tách nước tạo hình; ngăn chặn các hiện tượng nứt, nở
sản phẩm do việc bốc hơi ở quá trình khi nung.
8
Trong thiết bị sấy đứng, gạch mộc được xếo vào các giọ sấy, được di chuyển
theo một chu trình kín. Đi hết một vòng, gạch thực hiện xong chu trình sấy sẽ
được lấy ra và gạch mới sẽ đi vào, thay thế vị trí để thực hiện chu trình sấy mới.
Thiết bị sấy nằm có thể được bố trí 1 hay nhiều tầng để nâng cao hiệu suất
cho thiết bị sấy. Gạch được đi vào một đầu và lấy ra ở đầu kia của thiết bị sấy
nhờ hệ thống các con lăn chuyển động quay.
Các giai đoạn sấy :
+ Giai đoạn thứ 1 : sản phẩm được đốt nóng đến một nhiệt độ nhất định và
nước bắt đầu bốc hơi, cường đọ ẩm vào thời điểm có sụ cân bằng giữa lượng
nhiệt bốc hơi nước và nhiệt dung trong đốt nóng sản phẩm.
+ Giai đoạn thứ 2 : tốc độ sấy không đổi. Cuối giai đoạn, cường độ thoát ẩm
bắt đầu giảm. Tổng nước bốc hơi ở giai đoạn 1 và 2 chiếm gần nửa ban đầu.
+ Giai đoạn thứ 3 : tốc độ sấy giảm xuống.
Muốn rút ngắn thời gian sấy :
- Tăng cường quá trình khuyếch tán ẩm bên trong
+ Làm gầy phối liệu , nguyên liệu 25% hay lớn hơn; đất sét, cao lanh nung
sơ bộ (2÷3 lần).
+ Làm ẩm phối liệu bằng nước nóng và hơi nước (30÷35
o
C)
+ Đốt nóng bằng cách cho dòng điện chạy qua sản phẩm sấy, phải đốt
nóng bằng dòng điện cao tần.
- Điều chỉnh quá trình khuyếch tán ẩm ra bên ngoài :

+ Giai đoạn thứ 1 : tăng nhiệt độ và hạ chất tải nhiệt, khi độ ẩm nhỏ sẽ làm
tăng sự thoát ẩm, gradient, lớp bề mặt khô nhanh trong khi lớp trong còn
ẩm dẫn đến sự rạn nứt.
+ Giai đoạn thứ 2 : ở giai đoạn này rất hay xuất hiện vết nứt do độ co lớn và
không đều.
+ Giai đoạn thứ 3 : tăng nhiệt độ, giảm áp suất làm cho quá trình sấy nhanh
hơn.
11/ MEN
11.1/ Định nghĩa men
Men gốm là một lớp thuỷ tinh dày 0,15÷0,4 mm phủ lên bề mặt xương gốm.
Nó được dùng trong quá trình nung là cho bề mặt sản phẩm sít đặc, nhẵn bóng.
11.2/ Công thức và nguyên liệu sản xuất men
11.2.1/ Công thức men : RO.xAl
2
O
3
.ySiO
2
or RO.xAl
2
O
3
.ySiO
2
.zB
2
O
3.

R có thể là : Pb, K, Na, Ca, Mg, Ba, Li, Zn.

Oxit lưỡng tính chủ yếu là Al
2
O
3
nằm giữa oxit bazo và oxit axit, có SiO
2
là
oxit axit chính ngoài ra có thể có B
2
O
3.

11.2.2/ Nguyên liệu sản xuất men : là hệ phức tạp gồm nhiều oxit như Li
2
O,
Na
2
O,… được đưa vào dưới các dạng sau :
9
Năng lượng dẻo (plastic) caolin, đất sét, bọt Talc, betonit…
Năng lượng không dẻo (noplastic) dưới dạng khoáng : trường thạch,
đôlômit, đá vôi, cát,…
Năng lượng không dẻo dạng hợp chất : BaCO
3
, Na
2
CO
3
, K
2

CO
3
, borax, axit
boric, Cr
2
O
3
, ZnO… hoặc các loại frit.
11.3/ Sản xuất men gốm

11.3.1/ Phương pháp cổ điển : đơn giản chỉ là nghiền phối liệu trong máy
nghiền bi gián đoạn đến khi độ mịn qua hết sang 10000 lỗ/cm
2
(hoặc còn lại dưới
0,5%). Trong quá trình không cần độ mịn thích hợp vì nếu nghiền quá mịn sẽ bị
cuốn hoặc bong men, nếu quá có thể gây nhám bề mặt và tăng nhiệt độ nung
đáng kể. Để men trắng (đục) hoặc men trong hoặc men cho sứ cách điện sau khi
nghiền phải đưa vào máy khử từ (loại Fe và oxit Fe). Thông thường men dễ bị
lắng làm cho cấu tử trong men không phân bố đều gây lỗi sản phẩm. Để hạn chế
thì cần : làm men đặc lên; giảm độ nghiền mịn; thêm đất sét và cao lanh hoặc
bentonit để tăng độ huyền phù và làm men đặc hơn; thêm một ít tinh bột dextrin,
keo fluting, keo xenlulo hoặc một ít NH
3
, amonoaxlat hoặc một axit yếu….
11.3.2/ Phương pháp frit : khắc phục được nhược điểm của phương pháp cổ
điển, đặc biệt giảm yếu tố độc hại của nguyên liệu đưa vào men (chất gây ung
thư), đồng thời giải quyết bài toán thay thế nguyên liệu khai thác không ổn định
và một số nguyên liệu có nguy cơ cạn kiệt. Phương pháp này làm cho công nghệ
sản xuất men đa dạng trong sử dụng nguyên liệu cho những sản phẩm tinh xảo,
hạn chế rủi ro, cho ra đời nhiều sản phẩm công nghiệp ngày càng cao.

Phương pháp frit gồm 2 công đoạn chính :
- Frit hoá : Tính phối liệu cần lưu ý : oxit bazơ/SiO
2
nằm trong khoảng
(1/1;1/3); đối với frit kiềm thì oxit bazơ/SiO
2
= 1/2,5 và thường phải cho thêm
CaO hoặc PbO để frit không tan trong nước; tốt hơn cả là cho B
2
O
3
sao cho
SiO
2
/B
2
O
3
> 2/1; frit sau khi nấu phụ thuộc vào kiểu lò, nhiệt độ nấu, và bản
chất nguyên liệu phối liệu. Phối liệu được nấu chảy lỏng ở lò quay hoặc lò
bể để hỗn hợp chuyển sang frit thuỷ tinh sau đó làm lạnh nhanh để phá vỡ
kết cấu khối thuỷ tinh chảy đó.
- Nghiền men : trong cấp phối lần 1 : nếu sản phẩm frit thu được sau khi nấu
đáp ứng nhu cầu thì men thành phẩm. Nếu không đáp ứng đủ yêu cầu thì
phải tính cấp phối lần 2 để bổ sung cho frit. Trong quá trình nghiền cần bổ
sung chất tạo huyền phù, chất chống lắng.
11.4/ Tính chất men
Độ dày lớp men phụ thuộc phương pháp tráng men, tính chất huyền phù
men và độ xốp của mộc, đặc biệt là số lượng các lỗ xốp ≤ 0,05 µm trong mộc.
Lớp men phải có chiều dày tối thiểu 150 µm, nếu không sẽ được phẳng. Men

trong thường có độ dày 150÷250 µm, men đục có độ dày 200÷350 µm, lớp trang
trí bằng in lụa có độ dày 10÷30 µm. Khi nung, men chảy và đồng thời giải phóng
các khí,
10
đặc biệt là O
2
từ MnO
2
, Fe
2
O
3
,Fe
3
O
4
, Sb
2
O
5
. Trong quá trình lưu khi nung sẽ hình
thành lớp trung gian giữa men và xương có độ dày 10÷50 µm, nhưng nếu nung
nhanh thì lớp này sẽ gần như không xuất hiện. Trong quá trình làm nguội do
xương và men co ngót không đều nhau, hay khi chịu tải trọng bên ngoài, kết quả
gây nên ứng suất ở lớp trung gian giữa xương và men. Trong quá trình làm
nguội, khi nhiệt độ xuống dưới nhiệt độ chuyển hoá và lớp men không còn thể
hiện tính chất biến dạng dẻo nữa thì chênh lệch hệ số dãn nở nhiệt độ giữa
xương và men sẽ gây nên ứng suất.
11.4.1/ Trạng thái lỏng : tính chảy lỏng dựa vào 5 yếu tố sau : giảm oxit bazơ,
thêm axit boric làm men dễ chảy hơn nên hiệu suât giãn nở nhiệt độ và nhiệt

nóng chảy của men; tăng oxit bazơ, giảm SiO
2
làm men dễ chảy hơn; thay SiO
2
bởi TiO
2
hoặc PbO sẽ làm giảm nhiệt độ nóng chảy; thay K
+
bằng Na
+
hoặc Li
+
làm
men dễ chảy hơn; thay anion hoá trị I (Cl
-
,F
-
,Br
-
) bởi anion hoá trị 2 sẽ làm yếu cấu
trúc men, do đó giảm nhiệt độ nóng chảy. Phải cho Al
2
O
3
sao cho hỗn hợp gần
đặc điểm eutecti nhất vì Al
2
O
3
là chất chịu lửa.

11.4.2/ Nhiệt độ nóng chảy : phụ thuộc vào thành phần phối liệu và các oxit
trong men.
11.4.3/ Độ nhớt : men gốm không có đặc điểm nóng chảy xác định (khoảng
nóng chảy) mà chỉ có sự thay đổi trạng thái dẻo quánh dẫn đến chảy lỏng. Khi
nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm và ngược lại. Các oxit : SiO
2
, Al
2
O
3
, ZrO
2
, Cr
2
O
3
,
SnO
2
, MgO, CaO, B
2
O
3
làm tăng độ nhớt khi hàm lượng cho vào <12%. SrO làm
giảm độ nhớt thì hàm lượng <20% nếu >20% thì tăng áp suất. Khi độ nhớt men
thấp, các bọt khí oxy thoát lên bề mặt men;khi độ nhớt men cao, trên bề mặt men
sẽ hình thành các lỗ dạng kênh. Trong quá trình làm nguội độ nhớt men giảm
dần.
11.4.4/ Sức căng bề mặt
Là ứng suất căng tác dụng lên bề mặt lỏng theo chiều giảm diện tích bề

mặt lỏng nếu chất lỏng nằm tự do trong hỗn hợp.
Sức căng có khuynh hướng thu nhỏ ranh giới tiếp xúc của pha lỏng,
đóng vai trò quan trọng trong quá trình thấm ướt. Muốn tráng hai men lồng lên
nhau và có ranh giói tiếp xúc sắc nét thì hai men phải có sức căng bề mặt bằng
nhau, nếu không men có sức căng lớn co lại còn men có sức căng nhỏ phải giãn
ra. Men có sức căng lớn gây ra khuyết tật cho sản phẩm : phồng lên, rộp hoặc
cuộn men…
11.5/ Phân loại men
Tuỳ theo thành phần nguyên liệu sản xuất ra, men được phân loại thành
men đất và engobe, có thành phần cơ sở là đất sét dễ chảy hay các khoáng có
hàm lượng oxit kiềm cao. Nguyên liệu khác có thể là thạch anh, frit, tràng thạch,
các loại oxit màu.
11

Tuỳ theo dáng vẻ bên ngoài mà có thể chia men thành :
+ Men trong : đây là lớp thuỷ tinh mỏng có độ trong cao. Phối liệu sản xuất
men trong có 10÷20% cao lanh lọc để bảo đảm độ ổn định của huyền phù.
+ Men đục : là một lớp thuỷ tinh bên trong chứa các hạt phân tán có kích
thước 2÷200 nm làm đục men, các hạt phân tán có thể là pigment (SnO
2
, ZrO
2
)
hay là các mầm tinh thể tái kết tinh ra ( VD : TiO
2
)
+ Men màu : là men trong được cho thêm các chất nhuộm màu ion (VD : màu
xanh dương của Co, màu xanh lá Cu, màu tím Mn, màu Fe), các pigment (là
chất màu không tan, ví dụ như màu xanh lá Cr, màu nâu Fe) và chất nhuộm
màu keo (VD : các hạt Cu hay Au có kích thước 10÷100 nm tạo nên màu đỏ).

+ Men tinh thể : chứa các tinh thể anortit, volastonit, forterit, olvin, dipsit,
mullit, rutil, corund. Các tinh thể có thể có kích thước đến 1 mm.
+ Men mờ do các tinh thể nhỏ trên bề mặt men tạo nên. Men mờ có được do
nung men ở nhiệt độ thấp hay trong thành phần men có nhiều Al
2
O
3
, TiO
2
.
- Các loại men mỹ thuật : men chảy, men tinh thể aventurin sang lấp lánh,
men rạn.
Tuỳ theo cách sử dụng, tức phân loại mentheo sản phẩm.
Tuỳ theo nhiệt độ nóng chảy, men được chia thành các loại :
- Men dễ chảy có nhiệt độ nung từ 710÷1120
o
C
- Men chảy trung bình có nhiệt độ nung từ 1060÷1200
o
C
- Men khó chảy có nhiệt độ nung từ 1200÷1280
o
C
- Men rất khó chảy có nhiệt độ nung lớn hơn 1280
o
C
Tuỳ theo các oxit đặc biệt trong men, ví dụ như men chì (chất chảy), men thiếc
(chất gây đục)
Tuỳ theo thành phần chất chảy sử dụng chia thành men chì, men alkali, men bor,
men trường thạch,. Cách phân loại này có liên quan chặt chẽ đến cách phân loại

theo nhiệt độ nung. Chẳng hạn men dễ chảy có 2 nhóm chính có nhiệt độ chảy
khá gần nhau là men chì (nhiệt độ nung 710÷1120
o
C) và men alkali (nhiệt độ nung
750÷1060
o
C). Trong men alkali thường dùng thêm bor (chất chảy là Na
2
CO
3
,
borax, colemanit). Men chì và men alkali làm cho bề mặt men láng bóng. Men
chảy trung bình thường dùng chất là oxit chì (dễ chảy) và tràng thạch (khó chảy).
Men khó chảy thường dùng tràng thạch và các nguyên liệu khác như đá vôi, ZnO,
BaO…. Men rất khó chảy tráng lên sứ cứng được nghiền từ quắc, tràng thạch và
cao lanh. Chất chảy ở đây là tràng thạch.
Tuỳ theo môi trường nung như môi trường trung tính, oxi hoá, khử.
Ngoài ra còn có một số phương pháp xử lý bề mặt khác, chẳng hạn như thấm
dung muối kim loại, men muối, men ám khói hay phương pháp terrasigillata được
dùng ở gốm La Mã cổ đại.
*) Các loại engobe : Engobe (lớp chảy không chảy hoàn toàn) phủ lên xương
gốm giống như men, tuy nhiên nó không quá thô như xương, mà cũng không
chảy ra, tồn tại ở dạng thuỷ tinh và bóng như men.
- Engobe là men đất. Được dùng tráng lên các sản phẩm gạch ngói đất sét
nung. Men đất dùng thay men (sản phẩm sau khi tráng engobe sẽ không tráng
men) để trang trí, tạo nên một bề mặt khá mịn làm tăng tính thẩm mỹ cũng
12
như cải thiện một số tính chất của sản phẩm nung (làm giảm độ thấm nước…).
Gọi là men đất vì nguyên liệu làm ra loại engobe này chính là đất sét làm xương
được nghiền và lọc thật mịn. Engobe không bị thuỷ tinh hoá hoàn toàn tuy nhiên

cũng là lớp phủ sít đặc. Engobe phải liên kết tốt với xương, có hệ số dãn nở
nhiệt gần tương tự như xương, có bề mặt trơn và màu sắc đúng yêu cầu. Nguyên
liệu làm engobe là các loại đất sét thích hợp, ngoài ra còn dùng thêm chất trợ
dung chứa các oxit dễ chảy, hay một lượng nhỏ phụ gia dextrin hay cacboxyl
meyl xenluloza để cải thiện khả năng liên kết với mộc chưa nung.
- Engobe là men lót. Được dùng tráng lên gạch ốp lát ceramic trước khi
tráng men. Nó thường được gọi engobe trên có tác dụng : tạo một lớp trung gian
giữa xương gốm và lớp men. Khi nung, giữa xương và men sẽ hình thành một
lớp trung gian, nhưng nhiều khi lớp trung gian này không đủ độ dày để phát huy
tác dụng nên phải tráng thêm một lớp engobe để hỗ trợ cho lớp trung gian. Che
phủ màu sắc không thích hợp của xương, nâng cao hiệu quả thẩm mỹ của lớp
men và lớp màu trang trí bên trên (xương thường có màu đỏ, làm cho lớp men và
màu trang trí không được đẹp). Che phủ các khuyết tật hay bề mặt lồi lõm của
xương. Cân bằng hệ số dãn nở α giữa xương và men. Chống thấm nước từ mặt
dưới của viên gạch lên bề mặt dưới của men, làm thay đổi màu cũng như giảm
chất lượng viên gạch trong quá trình sử dụng.
Engobe thường được nghiền từ frit, tràng thạch, thạch anh, cao lanh, có
thể thêm vào chính bản thân men sẽ tráng lên trên nó. Engobe dùng cho gạch ốp
phải có nhiệt độ chảy thấp hơn engobe dùng cho gạch lát.
11.6/ Vai trò của các oxit trong men
11.6.1/ PbO : có nhiệt độ nóng chảy thấp (880
o
C). Silicat chì cũng dễ nóng chảy.
Men chì có nhiệt độ chảy thấp, chảy tốt, có độ bóng, hệ số khúc xạ, khối lượng
riêng cao. Nguyên liệu được dùng dưới dạng frit hoá, thường dùng PbO, minium
Pb
3
O
4
hay chì cacbonat 2PbCO

3
.Pb(OH)
2
(chì trắng). Men chì độc.
11.6.2/ K
2
O và Na
2
O : các oxit alkali là các oxit biến tính mạng lưới tinh thể, khi
đưa vào sẽ làm yếu đi cấu trúc mạng lưới của SiO
2
nên sẽ hạ nhiệt độ nóng chảy
của men. Nói chung các ion alkali đểu làm tăng hệ số dãn nở nhiệt (ngoại trừ Li).
Alkali làm cho men bóng nhưng sẽ dễ kết tinh và dễ hoà tan. Men kiềm là men dễ
chảy quan trọng thứ 2 sau men chì, trong men kiềm hay dùng thêm B
2
O
3
.
11.6.3/ Li
2
O : có nhiệt độ nóng chảy rất cao (trên 1700
o
C), là chất giúp chảy mạnh
và chỉ cần một lượng cực nhỏ. Li
2
O đặc biệt hoạt động ở nhiệt độ cao, từ men
chảy vừa trở đi có thể dùng thay cho chì. Li
2
O, còn hơn cả các oxit alkali khác,

đặc biệt làm cho men bóng nhưng cũng dễ kết tinh và dễ hoà tan.
11.6.4/ CaO : được dùng nhiều trong sản xuất men. Thường được đưa vào dưới
dạng CaCO
3
tinh khiết, đá vôi, đá phấn, dolomite, volastonit, anortit.
13
CaO là chất ổn định men vì nó tăng cường tính ổn định cho silicat kiềm. Khi trộn
lẫn với vài loại silicat khác nữa thì khả năng tạo pha lỏng nóng chảy tăng cao.
CaO làm tăng chiều dày của lớp trung gian, chống nứt, bong men.
11.6.5/ MgO : tác dụng trong men tương tự như CaO. Có nhiệt độ nóng chảy cao
nên được dùng với hàm lượng nhỏ. Dùng để tăng độ bóng hay chống nứt cho
men do giảm được hệ số dãn nở nhiệt.
11.6.6/ BaO : thường đưa vào dưới dạng nguyên liệu BaCO
3
. BaO làm tăng khối
lượng riêng và khả năng khúc xạ nên làm cho men sáng bóng. BaO cũng là chất
trợ dung tốt đối với thuỷ tinh silicat. BaO hoàn toàn có thể thay thế oxit chì rất
hiệu quả.
11.6.7/ ZnO : gọi là kiềm trắng, có nhiệt độ nóng chảy thấp vì vậy được dùng như
là chất trợ dung cho các loại men có tính axit và có hàm lượng Al
2
O
3
cao. ZnO có
nhiều tác dụng phụ thuộc vào hàm lượng sử dụng trong men. Với hàm lượng
nhỏ làm tăng độ chảy láng, độ bóng của men và độ sang của chất màu. Nếu dùng
nhiều kại gây đục do kết tinh từ pha thuỷ tinh trong qua trình làm nguội, làm cho
bề mặt men bị mờ. Với hàm lượng rất cao : kết tinh thành những tinh thể silicat
kẽm riêng biệt. Men nhiều kẽm không bền axit.
11.6.8/ Al

2
O
3
: đưa vào dưới dạng Al
2
O
3
nung hay hydrat nhôm tràng thạch, cao
lanh, corundon. Al
2
O
3
đưa vào với hàm lượng 4÷8% đối với men có nhiệt độ nóng
chảy thấp sẽ có tác dụng : tăng nhiệt độ chảy nhưng lại kéo dài khoảng chảy của
men; tăng độ nhớt; giảm khả năng kết tinh; giảm hệ số dãn nở nhiệt; tăng độ bền
hoá, đặc biệt là bền axit của men; tăng độ bền màu; tỉ lệ Al
2
O
3
/SiO
2
của men nằm
trong khoảng 1/9÷1/11, nếu tăng quá nhiều thì men sẽ bị đục, tuy nhiên mức độ
gây đục còn phụ thuộc vào nhiệt độ nung men. Hàm lượng Al
2
O
3
đưa vào trong
men nhiều hay ít phụ thuộc vào nhiệt độ nung. Nếu muốn men có bề mặt mò hay
mợn trơn thì dùng nhiều Al

2
O
3
, ngược lại hàm lượng thấp thì men có độ bóng
cao. Hàm lượng Al
2
O
3
đưa vào trong men cũng phụ thuộc vào kích thước hạt của
nó. Hạt mịn chỉ cần đưa vào ít, hạt thô phải đưa vào nhiều hơn. Al
2
O
3
còn là chất
ổn định men tốt nhất, vì nó lưỡng tính nên có khả năng kết tinh với SiO
2
cũng
như với các oxit mang tính kiềm khác.
11.6.9/ SiO
2
: có vai trò quan trọng nhất để tạo men. Đưa vào trong đất sét, cao
lanh, tràng thạch hay cát quặc. SiO
2
là một oxit tạo thuỷ tinh nhưng khó chảy, có
ảnh hưởng quyết định dến độ chảy của men. Tăng độ bền hoá củ men. Là thành
phần chủ yếu trong các loại frit.
11.6.10/ B
2
O
3

: có tính chất tạo thuỷ tinh. Có thể thay thế một phần SiO
2
trong men,
có tác dụng tạo lớp trung gian tốt như CaO và hạ nhiệt độ nóng chảy của men.
B
2
O
3
hoà tan nhiều chất màu, tăng độ bóng, giảm độ nhớt và giảm hệ số dãn nở
nhiệt của men. Thường được đưa vào dưới dạng B
2
O
3
tinh thể hay ngậm
nước, axit borax, borax Na
2
B
2
O
4
.10H
2
O, côlêmanit 2CaO.3B
2
O
3
.5H
2
O.
14

11.6.11/ SnO
2
; không hoà tan trong men mà phân tán đều làm cho men có màu
trắng đục. Là chất gây đục điển hình, gây đục cực tốt ngay cả khi hàm lượng
thấp. Sự tạo đục cũng phụ thuộc vào độ mịn của nguyên liệu.
11.6.12/ TiO
2
: làm tăng độ bền hoá và chống nứt. TiO
2
gây màu cho men, chỉ cần
2% đã làm vàng men. Nó cũng dễ làm mờ bề mặt men. TiO
2
gây đục cho men.
11.6.13/ ZrO
2
: là chất gây đục dùng thay cho SnO
2
. Dùng dưới dạng ZrO
2
.SiO
2
và
frit háo cùng với các oxit khác như K
2
O, Na
2
O, ZnO, CaO, B
2
O
3

, PbO.ZrO
2
.SiO
2
là
chất gây đục trong tất cả các loại men nung trong khoảng 940÷1300
o
C. Hàm
lượng ZrO
2
cao làm tăng nhiệt độ nung men. Phần tham gia phản ứng nâng cao
khả năng chống nứt cho men. ZrO
2
còn có tác dụng là chất ổn định màu. CaO,
BaO, ZnO và Al
2
O
3
hỗ trợ ZrO
2
để nâng cao khả năng gây đục.
11.7/ Chuẩn bị men và tráng men
Phối liệu men được chuẩn bị bằng cách nghiền min hỗn hợp nguyên liệu
trong máy nghiền bi đến độ mịn cần thiết. Để đạt được các tính chất công nghệ
cần thiết người ta cho thêm 4÷6% cao lanh lọc vào để ổn định huyền phù hay
thêm vào các hợp chất hữu cơ để men liên kết với mộc hay xương. Men được
tráng lên mộc đã sấy khô hay tráng lên xương nung và sau đó đem nung lần 2.
Có 3 phương pháp tráng men sau : nhúng men phương pháp này dùng trong sản
xuất bát đĩa. Điều kiện để tráng men theo phương pháp nhúng được tốt là huyền
phù men có khối lượng thể tích ổn định, thời gian nhúng như nhau, độ dày lớp

men tráng không ổn đổi, bán thành phẩm có cường độ tốt, không bị biến mềm
hay biến dạng trong quá trình nhúng men; phun men phương pháp này được
dùng trong sản xuất sứ vệ sinh. Quá trình phun men được tiến hành trong buồng
kín và trong trường tĩnh điện; tưới men phương pháp này được dùng để tráng
men tấm ốp lát và sứ bàn ăn có dạng bằng phẳng. Bán thành phẩm cần trángmen
được chochạy qua một mảng huyền phù liên tục chảy. Dây chuyền tưới men có
năng suất rất cao nhưng diện tích vận hành lớn. Trong sản xuất tám ốp lát theo
phương pháp nung hai lần, xương nung lần 1 cần phải được làm ẩm trước khi
tưới men.

12/ TRANG TRÍ (IN HOA)
12.1/ Trang trí bằng chất màu gốm sứ
Chất màu gốm sứ (dùng để trang trí trực tiếp vào men hay xương gốm) về
bản chất là một loại thuỷ tinh màu được tạo nên bởi hỗn hợp chất tạo màu, chất
trợ dung và chất hỗ trợ màu.
Chất tạo màu là yếu tố mang màu và là thành phần cơ bản để tạo nên chất
màu gốm sứ. Các chất hoà tan trong men, thường là các oxit hay các hợp chất
kim loại. Nếu hoà tan dưới dạng ion, thì ta có chất màu ion; nếu hoà tan dưới
15
dạng phân tử. thì ta có chất màu phân tử. Các chất phân tán keo trong men tạo
nên chất màu keo. Các chất không hoà tan trong men, tồn tại dưới dạng các hạt
nhỏ phân tán và gây đục.
12.2/ Trang trí bằng luster
Đó là những rezinat kim loại, sau khi nung sẽ xuất hiện một lớp kim loại
trên lớp men gốm tạo nên hiệu quả màu lấp lánh.
12.3/ Trang trí bằng chất màu kim loại quý
Thuộc loại chất màu keo, VD : Ag, Au, Pt phân tán keo để tạo thành chất
màu.
12.4/ Trang trí bằng men màu
Một trong những trang trí là dùng men màu, có thể là men đục. Men trở nên

có màu là do hiện tượng hấp thụ một phần phổ ánh sang, phần còn lại phản xạ
trở lại mắt chúng ta và tạo nên màu mà ta nhìn thấy.
Oxit kim loại hoặc muối của kim loại được dùng làm chất màu, cường độ
màu phụ thuộc vào hàm lượng (%) oxit gây màu đưa vào trong men.
VD : + Co
2+
, Co
3+
, Co
4+
cho màu xanh (CoO, Co
2
O
3
, Co
3
O
4
);
+ NiCO
3
cho màu vàng bẩn;
+ CuO, Cu
2
O cho màu xanh khi nung trong môi trường oxi hoá, cho
màu đỏ khi nung trong môi trường khử;
+ Cr
2
O
3

cho màu lục;
+ Sb
2
O
3
, Sb
2
O
5
cho màu vàng;
+ FeO, Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
cho màu đỏ vang, vàng, nâu;
+ MnCO
3
cho màu đen hoặc tím;
+ SnO
2
cho màu trắng (men đục);
+ ZrO
2
cho màu vàng (men đục);
+ TiO
2

cho màu vàng.
4 chất tạo màu bền nhiệt không tan trong men nước mà phân bố đều trong
men, dùng để tạo men trắng đục. Phối liệu tạo màu được trộn và nghiền mịn
trong máy nghiền bi ướt hoặc khô (màu dưới men) hoặc tách giảm của hỗn hợp
kim loại sau khi hoà tan nó vào nước (màu trên men).
12.5/ Trang trí bằng engobe
Lớp engobe phủ lên đồ đất nung có vai trò như lớp men, trong trường hợp
là men lót cho gốm mịn, lớp engobe tạo nền bên dưới và làm tăng hiệu quả thẩm
mỹ cho lớp men và màu trang trí bên trên lên rất nhiều.
13/ NUNG
16
Nung là quá trình làm cho vật liệu cứng rắn lại và có được các tính chất cần
thiết dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Khi nung xảy ra hiện tượng kết khối, đây là
quá trình hoá lý xảy ra trong xương dưới tác dụng của nhiệt độ cao làm cho vật
liệu cứng rắn lại mà không làm nó nóng chảy.
13.1/ Các quá trình hoá lý xảy ra khi nung
13.1.1/ Quá trình đêhydrat hoá : là quá trình loại bỏ nước cất của các khoáng sét
mà quá trình sấy trước đó không thể loại bỏ được. Nước trong khoáng sét được
chia làm 3 loại : nước hấp phụ giải phóng ở nhiệt độ 80÷120
o
C; tinh thể giải
phóng ở nhiệt 60÷250
o
C; cấu trúc nằm trong mạng lưới tinh thể 250÷750
o
C.
13.1.2/ Quá trình biến đổi thù hình xảy ra ở nhiệt độ xác định gọi là nhiệt độ biến
đổi thù hình, biến đổi thù hình dẫn tới biến đổi thể tích, khối lượng…
13.1.3/ Quá trình phân huỷ nhiệt, giải phóng ra các cấu tử khí, VD : phân huỷ các
khoáng cacbonat,… thoát ra ngoài khi xương xốp.

13.1.4/ Sự tạo thành các khoáng sơ cấp trong phản ứng pha rắn được thể hiện
qua việc tạo thành mullit từ caolinit. Phản ứng pha rắn đòi hỏi các hạt phải tiếp
xúc chặt chẽ với nhau vì quá trình khuyếch tán chỉ diễn ra trong diện tích tiếp xúc
giữa các hạt. VD : sự tạo thành khoáng CaO.SiO
2
khi cho CaO tác dụng với SiO
2
…
13.1.5/ Sự tạo thành pha lỏng : lượng pha lỏng hình thành khi nung phụ thuộc
vào thành phần hoá học của phối liệu và nhiệt độ nung
Gồm pha lỏng nóng chảy eutecti và pha lỏng nóng chảy xuất hiện từ các
chất trợ dung cơ bản.
- Pha lỏng nóng chảy eutecti làm giảm nhiệt độ bắt đầu kết khối, tạo điều
kiện cho quá trình kết khối nhanh hơn dưới tác dụng của nhiệt độ cao độ
nhớt sẽ giảm nhanh.
- Pha lỏng từ các chất trợ dung cơ bản có độ nhớt cao khó lấp đầy các lỗ
xếp hơn có tác dụng mở rộng khoảng kết khối và không làm xương biến
dạng, ngay cả khi vượt qua nhiệt độ nung tối ưu.
-
13.1.6/ Quá trình kết tinh thứ cấp (tái kết tinh) diễn ra khi lưu khá lâu ở nhiệt độ
kết khối. Khi đó từ pha lỏng nóng chảy quá bão hoà kết tinh ra các tinh thể mullit
hình kim. Ngoài ra, đôi khi xuất hiện các tinh thể magnetit (Fe
3
O
4
) kết tinh ra trên
biên giói xương và men.
13.1.7/ Quá trình kết khối và hình thành vi cấu trúc xương
Kết khối là quá trình bột liệu rời cứng rắn lại nhờ sự liên kết lại với nhau
của các hạt dưới tác dụng của nhiệt độ hay áp suất mà không làm vật liệu bị

nóng chảy.
Quá trình kết khối giữ nguyên hình dạng của vật thể đem nung, tuy nhiên
17
nó làm giảm độ xốp của vật liệu.
Bao gồm :
- Phản ứng pha rắn
- Kết khối : không có mặt pha lỏng; có mặt pha lỏng.
-
13.2/ Môi trường nung ảnh hưởng rất lớn đến tính chất của sản phẩm, do mộc
trước khi đưa vào nung có độ xốp lớn, tạo lên màu của xương.
Trong môi trường oxi hoá (thừa không khí, lượng oxi dư từ 2÷5%) làm cho
xương gạch có màu đỏ hay đôi khi gây ra các khuyết tật có màu vàng (vì trong
phối liệu có FeO, Fe
2
O
3
).
Trong môi trường khử (thiếu oxi) có thể gây ra : màu xám của kim loại (với
gạch clinker Fe
2
O
3
―> Fe
3
O
4
); màu xám xanh (gốm titanat, TiO
2
―> Ti
2

O
3
); làm
nhiệt độ nung giảm xuống khi có khoáng fagalit (FeO.SiO
2
); làm xương trắng hơn
do Fe
2
O
3
―> FeO.
13.3/ Các giai đoạn của quá trình nung.
Nung là một quá trình liên tục để hình thành xương gốm và quá trình nung
được chia thành 3 giai đoạn chính và 6 giai đoạn phụ :
- Giai đoạn chính :
+ Giai đoạn đốt nóng đến nhiệt độ bắt đầu kết khối : giai đoạn sấy; giai đoạn
phản ứng pha rắn.
+ Giai đoạn nung : giai đoạn sít đặc; giai đoạn kết khối.
+ Giai đoạn nguội : làm nguội nhiệt dẻo; làm nguội đến nhiệt độ môi trường.
- Giai đoạn phụ :
+ Giai đoạn sấy : tiếp tục quá trình sấy đã được thực hiện trước đó, nước
liên kết vật lý trong xương đã được loại bỏ, với nhiệt độ 300
o
C.
+ Giai đoạn phản ứng pha rắn : gồm vùng đêhydroxyt (450÷650
o
C), vùng
phản ứng pha rắn (800÷900
o
C) và vùng đốt cháy tạp chất hữu cơ.

+ Giai đoạn sít đặc làm xương co lại (800÷1200
o
C), ở giai đoạn này thường
xuất hiện pha lỏng nóng, chảy eutecti, sau đó là pha lỏng nóng chảy từ chất
trợ dung thiên nhiên, pha lỏng lấp dần các lỗ xốp và làm xương co lại (độ hút
nước 8%).
+ Giai đoạn kết khối : khi xương xít đặc đáng kể thì khi đó xương kết hoàn
toàn (độ hút nước 2%).
+ Giai đoạn làm nguội : giảm nhanh 800
o
C, rồi giảm chậm
Quá trình đốt cháy tạp chất hữu cơ xảy ra từ 300÷400
o
C
Các phản ứng : C + O
2
―> CO
2
C + 1/2O
2
―> CO
CO + 1/2O
2
―> CO
2

Quá trình đốt cháy không hoàn toàn dẫn đến lõi đen trong xương.
Với quy trình sản xuất gạch ốp lát ceramic :
Lò nung được sử dụng chủ yếu hiện nay là là nung con lăn.
Sơ đồ lò nung con lăn để nung tạo gạch ốp lát ceramic

18
Hình A là mặt cắt ở giai đoạn mộc đi vào, khí thải được rút ra ở đây, Đây là
zon sấy , đốt nóng, nhiệt độ khí thải là thông số ảnh hưởng đến quá trình xảy ra ở
zon này.
Hình B là mặt cắt lò ở zon nung, béc đốt và buồng đốt cháy lót bằng Si
(được bố trí ở hai bên thành lò), bảo đảm sự hoà trộn khí gas với không khí cháy
theo tỷ lệ được tính toán trước. Béc đốt được trang bị bộ phận đánh lửa và bộ
phận kiểm tra ngọn lửa để tránh hiện tượng bắt lửa trong zon nung.
Sản phẩm được vận chuyển liên tục nhờ các con lăn đường kính 31÷45
mm, dài 2840÷3430 mm đặt cách nhau 60 mm (trong zon đốt nóng và zon nung)
hay cách 61 mm trong zon làm nguội. Con lăn kim loại được dùng ở nhiệt độ 300-
400
o
C, trên nhiệt độ đó dùng con lăn gốm. Các con lăn chuyển động quay tròn
nhờ các bánh răng và mô tơ điện đặt ở ngoài lò. Khoảng cách giữa các hang sản
phẩm bảo đảm hiện tượng co dãn khi nung để xảy ra va chạm.
Các zon làm nguội gồm zon nguội nhanh, zon làm nguội chậm, zon làm
nguội cuối cùng. Trong zon làm nguội nhanh : sản phẩm được làm nguội bằng
các ống khói thổi không khí vào. Trong zon làm nguội chậm (có quá trình biến đổi
thù hình của SiO
2
từ dạng α-quartz sang β- quartz người ta lắp các bộ trao đổi
nhiệt độ không khí – không khí. Không khí nóng thu được sẽ dùng cho quá trình
cháy ở zon nung. Như vậy quá trình làm nguội chậmđược thực hiện nhờ đối lưu
không khí. Cuối quá trình làm nguội chậm, không khí có nhiệt độ 120÷140
o
C được
hút ra và sử dụng bên ngoài lò.
Lò con lăn cũng được thiết kế 2 kênh, nhiệt đọ nung có thể lên tới 1350
o

C.
Chênh lệch nhiệt độ 2 kênh có thể lên tới 40
o
C, mỗi kênh có hệ thống điều chỉnh
nhiệt độ riêng. Năng suất lò phụ thuộc vào chiều dài lò, hình dạng hình học sản
phẩm, tính chất nguyên liệu và chu kỳ nung (30÷90phút),
Cơ chế nung :
Tấm ốp theo chế độ nung 2 lần. Lần đầu là nung xương ở nhiệt độ
1050÷1100
o
C (lò tunnel : 45h, còn ở lò con lăn chỉ có 45phút). Lần thứ hai là nung
men trong lò con lăn ở nhiệt độ 960÷980
o
C (30÷45phút).
Tấm lát theo chế độ nung 1 lần trong lò con lăn ở nhiệt độ 1100÷1130C
(45phút)
Tấm lát xương xít đặc > 1100
o
C (50÷70phút); từ 1200÷1230
o
C (60÷65phút)
ra gạch geanite.
Trong quá trình nung hiện tượng đêhydroxyl hoá làm xuất hiện khoáng
neta caolini và giải phóng hơi nước cũng như hiện tượng đốt cháy tạp chất hữu
cơ xảy ra ở nhiệt độ 400÷600C. Ở nhiệt độ 600÷800
o
C diễn ra quá trình phân huỷ.
14/ PHÂN LOẠI, ĐÓNG GÓI

Gạch sau khi nung được đưa vào băng chuyền phân loại tự động, xếp chồng,

đóng gói vào hợp các tông, dán keo, in nhãn mác, bọc ni lông và đưa vào kho.
19